单相异步电动机磁场原理(单相异步交流电机原理

1. 单相异步交流电机原理

转动原理

1、电生磁：三相对称绕组通往三相对称电流产生圆形旋转磁场。

2、磁生电：旋转磁场切割转子导体感应电动势和电流。

3、电磁力：转子载流（有功分量电流）体在磁场作用下受电磁力作用，形成电磁转矩，驱动电动机旋转，将电能转化为机械能。

只要转子绕组和气隙旋转磁通密度之间有相对运动，转子就会有电流，就会有电磁转矩作用在转子上，当电磁转矩等于负载转矩时，转子以恒速n运行。

为了分析旋转磁动势的旋转方向，设三相对称电流按余弦规律变化，U 相电流最大时为计时点，电流取首进尾出为正，电流波形和各时刻旋转磁动势的位置。

在定子三相对称的定子绕组中通入对称三相电流即在气隙中产生旋转磁场。

2. 单相异步交流电机原理图解

单相罩极异步电动机故障与排除方法

单相罩极异步电动机具有结构简单、制造方便、运行可靠、维修方便、造价低，且噪声低等优点。虽然它的功率因数及效率较低，但起动转矩小，转差率大，故广泛地应用在对电动机性能要求不高，空载或轻载起动时容量小的场所，如仪表风机、风扇等。

1．电动机起动困难

(1)罩极线圈断裂或开焊、对虚、假焊应重新焊牢，若短路环已胀裂应更换。

(2)负载过大，应更换合适容量的电动机。

(3)主绕组短路或接错，当出现匝间短路后电动机的起动转矩下降，起动电流增大，导致熔体熔断，应采取绝缘处理或更换线圈。若是定子绕组极间连线接错，应找出错误改正接线。

(4)主绕组断路，用万用表测量，找出断路的线圈及断点，应将断点重新焊好并绝缘处理。

(5)转子笼条和端环裂开、断条或铜笼条和铜端环焊接处开焊，找出断裂或开焊处，重新焊牢。若铸铝转子断裂和开焊严重，应更换新转子。

(6)轴承磨损严重，润滑油脂干枯或没有，转子不灵活或卡住，应更换新轴承或清洗干净，涂上新润滑油脂。

(7)有时能起动，有时不能起动，或在某些部位不能起动，严格遵守操作规程，找出故障原因及时处理。

3. 单相异步电动机原理图

电动机启动方式包括：全压直接启动、自耦减压起动、y-δ起动、软起动器、变频器。其中软启动器和变频器启动为潮流。当然也不是一定要使用软启动器和变频器启动，从经济和适用性自行考虑，下面的比较仅供参考。

全压直接起动：

在电网容量和负载两方面都允许全压直接起动的情况下，可以考虑采用全压直接起动。优点是操纵控制方便，维护简单，而且比较经济。主要用于小功率电动机的起动，从节约电能的角度考虑，大于11kw的电动机不宜用此方法。

自耦减压起动：

利用自耦变压器的多抽头减压，既能适应不同负载起动的需要，又能得到更大的起动转矩，是一种经常被用来起动较大容量电动机的减压起动方式。它的最大优点是起动转矩较大，当其绕组抽头在80%处时，起动转矩可达直接起动时的64%。并且可以通过抽头调节起动转矩。至今仍被广泛应用。

y-δ起动：

对于正常运行的定子绕组为三角形接法的鼠笼式异步电动机来说，如果在起动时将定子绕组接成星形，待起动完毕后再接成三角形，就可以降低起动电流，减轻它对电网的冲击。这样的起动方式称为星三角减压起动，或简称为星三角起动（y-δ起动）。采用星三角起动时，起动电流只是原来按三角形接法直接起动时的1/3。如果直接起动时的起动电流以6～7ie计，则在星三角起动时，起动电流才2～2.3倍。这就是说采用星三角起动时，起动转矩也降为原来按三角形接法直接起动时的1/3。适用于无载或者轻载起动的场合。并且同任何别的减压起动器相比较，其结构最简单，价格也最便宜。除此之外，星三角起动方式还有一个优点，即当负载较轻时，可以让电动机在星形接法下运行。此时，额定转矩与负载可以匹配，这样能使电动机的效率有所提高，并因之节约了电力消耗。

软起动器：

这是利用了可控硅的移相调压原理来实现电动机的调压起动，主要用于电动机的起动控制，起动效果好但成本较高。因使用了可控硅元件，可控硅工作时谐波干扰较大，对电网有一定的影响。另外电网的波动也会影响可控硅元件的导通，特别是同一电网中有多台可控硅设备时。因此可控硅元件的故障率较高，因为涉及到电力电子技术，因此对维护技术人员的要求也较高。

变频器：

变频器是现代电动机控制领域技术含量最高，控制功能最全、控制效果最好的电机控制装置，它通过改变电网的频率来调节电动机的转速和转矩。因为涉及到电力电子技术，微机技术，因此成本高，对维护技术人员的要求也高，因此主要用在需要调速并且对速度控制要求高的领域。

在以上几种起动控制方式中，星三角起动，自藕减压起动因其成本低，维护相对软起动和变频控制容易，目前在实际运用中还占有很大的比重。但因其采用分立电气元件组装，控制线路接点较多，在其运行中，故障率相对还是比较高。从事过电气维护的技术人员都知道，很多故障都是电气元件的触点和连线接点接触不良引起的，在工况环境恶劣(如粉尘，潮湿)的地方，这类故障更多，但检查起来确颇费时间。另外有时根据生产需要，要更改电机的运行方式，

如原来电机是连续运行的，需要改成定时运行，这时就需要增加元件，更改线路才能实现。有时因为负载或电机变动，要更改电动机的起动方式，如原来是自藕起动，要改为星三角起动，也要更改控制线路才能实现。

4. 单相异步电机原理图解

在交流电机中，当定子绕组通过交流电流时，建立了电枢磁动势，它对电机能量转换和运行性能都有很大影响。所以单相交流绕组通入单相交流产生脉振磁动势，该磁动势可分解为两个幅值相等、转速相反的旋转磁动势和，从而在气隙中建立正转和反转磁场和。这两个旋转磁场切割转子导体，并分别在转子导体中产生感应电动势和感应电流 。

该电流与磁场相互作用产生正、反电磁转矩。正向电磁转矩企图使转子正转;反向电磁转矩企图使转子反转。这两个转矩叠加起来就是推动电动机转动的合成转矩。

不论是正转磁场还是反转磁场，他们的大小与转差率的关系和三相异步电动机的情况是一样的。若电动机的转速是n，

5. 单相交流异步电动机工作原理

电阻小的为运转绕组（黑色），大的为起动绕组（绿色）。

一根黑色和一根绿色接在一起形成公共点，另一根绿色与一电容串联后（电容另一端）再与另一根黑色线接在一起引出一根线，与另一公共点接入220V即可，如电机方向相反，则黑色线两头对调再接即可。

4根线是两个线圈，电阻小的是运转线圈，电阻大的是电容启动线圈，电容启动线圈要串电容才能让电机运转。单相电机一般是指用单相交流电源供电的小功率单相异步电动机。这种电机通常在定子上有两相绕组，转子是普通鼠笼型的。

两相绕组在定子上的分布以及供电情况的不同，可以产生不同的起动特性和运行特性。扩展资料：在单相电动机中，产生旋转磁场的另一种方法称为罩极法，又称单相罩极式电动机。

此种电动机定子做成凸极式的，有两极和四极两种。

每个磁极在1/3～1/4全极面处开有小槽，把磁极分成两个部分，在小的部分上套装上一个短路铜环，好象把这部分磁极罩起来一样，所以叫罩极式电动机。

单相绕组套装在整个磁极上，每个极的线圈是串联的，连接时必须使其产生的极性依次按N、S、N、S排列。

当定子绕组通电后，在磁极中产生主磁通，根据楞次定律，其中穿过短路铜环的主磁通在铜环内产生一个在相位上滞后90度的感应电流，此电流产生的磁通在相位上也滞后于主磁通，它的作用与电容式电动机的起动绕组相当，从而产生旋转磁场使电动机转动起来。

6. 单相交流同步电机原理图

单相交流电机就是我们俗称的单相感应电机，可以分为异步交流电机和同步交流电机。单相交流电机单相交流电机的工作原理：定子只有一相主绕组，转子采用鼠笼式转子，当单相正弦电流通过定子绕组时，电动机就会产生一个交变磁场，这个磁场的强弱和方向随时间作正弦规律变化，但在空间方位上是固定的， 所以又称这个磁场是交变脉动转磁场，这个交变脉动磁场可分解为两个以上相同转速、旋转方向护卫相反的旋转磁场，当转子静止时，这两个旋转磁场在转子中产生两个大小相等，方向相反的转矩，使得合成转矩为零，所以电机无法旋转。当我们用外力使电机向某一方向旋转时（如顺时针方向旋转），这时单相交流电机转子与瞬时间旋转方向的旋转磁场间切割磁力线运动变小；转子与逆时针旋转方向的电磁转矩将不再是零，转子将顺着推动方向旋转起来，要使单相交流电机能自动旋转起来。 单相交流电机的分相原理：

1、在空间相差90°的两个绕组，分别流入在相位上相差90°的两相电流，也能产生旋转磁场。

2、如果两个绕组的参数相同，两相电流的幅值相等，产生的是圆形旋转磁场。

3、如果两个绕组的参数不对称，两相电流的幅值不相等，或者两相电流的相位差小于90°时，产生的是椭圆形旋转磁场。

4、旋转磁场的转向是从电流相位超前的绕组的轴线位置转向电流相位滞后的绕组的轴线位置，所以，改变两个绕组中电流的相位关系，可以改变旋转磁场的转向，也就改变了电机的转向。

7. 单相交流异步电机工作原理

单相电机转速慢的原因：

1、定子转子相擦（扫膛）修正机械尺寸及配合；

2、机壳和机盖轴承同轴度差，轴承运转不正常，修正机械尺寸；

3、轴承太紧或有脏物，清洗轴承，添加润滑油；

4、电枢局部短路，检修电枢。

单相电机一般是指用单相交流电源（AC220V）供电的小功率单相异步电动机。这种电机通常在定子上有两相绕组，转子是普通鼠笼型的。两相绕组在定子上的分布以及供电情况的不同，可以产生不同的起动特性和运行特性。

扩展资料：

启动方式

1、分相启动式，由辅助启动绕组来辅助启动，其启动转矩不大。运转速率大致保持定值。主要应用于电风扇、空调风扇电动机、洗衣机等电机。

2、电机静止时离心开关是接通的，给电后启动电容参与启动工作，当转子转速达到额定值的70%～80%时离心开关便会自动跳开，启动电容完成任务，并被断开。启动绕组不参与运行工作，而电动机以运行绕组线圈继续动作。

3、电机静止时离心开关是接通的，给电后启动电容参与启动工作，当转子转速达到额定值的70%～80%时离心开关便会自动跳开，启动电容完成任务，并被断开。而运行电容串接到启动绕组参与运行工作。这种接法一般用在空气压缩机、切割机、木工机床等负载大而不稳定的地方。

8. 单相异步交流电动机

单相异步电动机实现反转的方法有两种：

1、改变电容串接的回路；

2、单独将任意一个绕组的两根连接线对调具体要看电机的结构而定。普通小容量的单相异步电动机，制造时将两个绕组的四根引线中不同绕组的两根线连接在一起，然后只引出三根线（有一根是公共线），这时就不能将任意一个绕组的两根连接线单独对调了，就应该采用改变电容串接的回路的方法来实现反转了。

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