什么是单相异步电动机？它有哪些用途类型？

2016-08-19 11:07分类：电工基础知识阅读：

单相异步电动机是用单相交流电源供电的一种小容量交流电动机。

单相异步电动机与单相串励电动机相比，具有结构简单、成本低廉、维修方便、噪声低、振动小和对无线电系统的干扰小等特点，被广泛应用于工业和人们日常生活的各个领域，如小型机床、电动工具、医疗器械和诸如电冰箱、电风扇、排气扇、空调器、洗衣机等家用电器中。

单相异步电动机与同容量的三相异步电动机相比，具有体积大、运行性能较差、效率较低等缺点。因此，一般只制成小容量的(功率为8~ 750W)。但是，由于单相异步电动机只需单相交流电源供电，在没有三相交流电源的场合（如家庭、农村、山区等）仍被广泛应用。

单相异步电动机由哪几部分组成？

单相异步电动机一般由机壳、定子、转子、端盖、转轴、风扇等组成，有的单相异步电动机还具有起动元件。

1)定子：定子由定子铁心和定子绕组组成。单相异步电动机的定子结构有两种形式，大部分单相异步电动机采用与三相异步电动机相似的结构，也是用硅钢片叠压而成。但在定子铁心槽内嵌放有两套绕组：一套是主绕组，又称工作绕组或运行绕组；另一套是副绕组，又称起动绕组或辅助绕组。两套绕组的轴线在空间上应相差一定的电角度。容量较小的单相异步电动机有的则制成凸极形状的铁心，如图所示。磁极的一部分被短路环罩住。凸极上放置主绕组，短路环为副绕组。

2)转子：单相异步电动机的转子与笼型三相异步电动机的转子相同。

3)起动元件：单相异步电动机的起动元件串联在起动绕组（副绕组）中，起动元件的作用是在电动机起动完毕后，切断起动绕组的电源。常用的起动元件有以下几种：

①离心开关：离心开关位于电动机端盖的里面，它包括静止和旋转两部分。其旋转部分安装在电动机的转轴上，它的3个指形铜触片（称动触头）受弹簧的拉力紧压在静止部分上。静止部分是由两个半圆形铜环（称静触头）组成，这两个半圆形铜环中间用绝缘材料隔开，它装在电动机的前端盖内，其结构如图所示。

当电动机静止时，无论旋转部分在什么位置，总有一个铜触片与静止部分的两个半圆形铜环同时接触，使起动绕组接入电动机电路。电动机起动后，当转速达到额定转速的70%~80%时，离心力克服弹簧的拉力，使动触头与静触头脱离接触，使起动绕组断电。

②起动继电器：起动继电器是利用流过继电器线圈的电动机起动电流大小的变化，使继电器动作，将触头闭合或断开，从而达到接通或切断起动绕组电源的目的。

单相异步电动机是怎样工作的？

单相异步电动机的工作原理：在单相异步电动机的主绕组中通人单相正弦交流电后，将在电动机中产生一个脉振磁场，也就是说，磁场的位置固定（位于主绕组的轴线），而磁场的强弱却按正弦规律变化。

如果只接通单相异步电动机主绕组的电源，电动机不能转动。但如能加一外力预先推动转子朝任意方向旋转起来，则将主绕组接通电源后，电动机即可朝该方向旋转，即使去掉了外力，

电动机仍能继续旋转，并能带动一定的机械负载。单相异步电动机为什么会有这样的特征呢？下面用双旋转磁场理论来解释。

双旋转磁场理论认为：脉振磁场可以认为是由两个旋转磁场合成的，这两个旋转磁场的幅值大小相等（等于脉振磁动势幅值的1/2），同步转速相同），但旋转方向相反。其中与转子旋转方向相同的磁场称为正向旋转磁场，与转子旋转方向相反的磁场称为反向旋转磁场（又称逆向旋转磁场）。

单相异步电动机的电磁转矩，可以认为是分别由这两个旋转磁场所产生的电磁转矩合成的结果。

电动机转子静止时，由于两个旋转磁场的磁感应强度大小相等、方向相反，因此它们与转子的相对速度大小相等、方向相反，所以在转子绕组中感应产生的电动势和电流大小相等、方向

相反，它们分别产生的正向电磁转矩与反向电磁转矩也大小相等、方向相反，相互抵消，于是合成转矩等于零。单相异步电动机不能够自行起动。

如果借助外力，沿某一方向推动转子一下，单相异步电动机就会沿着这个方向转动起来，这是为什么呢？因为假如外力使转子顺着正向旋转磁场方向转动，将使转子与正向旋转磁场的相对速度减小，而与反向旋转磁场的相对速度加大。由于两个相对速度不等，因此两个电磁转矩也不相等，正向电磁转矩大于反向电磁转矩，合成转矩不等于零，在这个合成转矩的作用下，转子就顺着初始推动的方向转动起来。

为了使单相异步电动机能够自行起动，一般是在起动时，先使定子产生一个旋转磁场，或使它能增强正向旋转磁场，消弱反向磁场，由此产生起动转矩。为此，人们采取了几种不同的措

施．如在单相异步电动机中设置起动绕组（副绕组）。主、副绕组在空间一般相差900电角度。当设法使主、副绕组中流过不同相位的电流时，可以产生两相旋转磁场，从而达到单相异步电动

机起动的目的。当主、副绕组在空间相差900电角度，并且主、副绕组中的电流相位差也为900时，可以产生圆形旋转磁场，单相异步电动机的起动性能和运行性能最好。否则，将产生椭圆形

旋转磁场，电动机的起动性能和运行性能较差。

怎样改变单相异步电动机的转向？

1)改变分相式单相异步电动机转向的方法：分相式单相异步电动机旋转磁场的旋转方向与主、副绕组中电流的相位有关，由具有超前电流的绕组的轴线转向具有滞后电流的绕组的轴线。如果需要改变分相式单相异步电动机的转向，可把主、副绕组中任意一套绕组的首尾端对调一下，接到电源上即可。

2)改变罩极式单相异步电动机转向的方法：罩极式单相异步电动机旋转磁场的旋转方向是从磁通领先相绕组的轴线（Φu的轴线）转向磁通落后相绕组的轴线（Φv的轴线），这也就是电动机转子的旋转方向。在罩极式单相异步电动机中，磁通Φu永远领先磁通Φv因此电动机转子的转向总是从磁极的未罩部分转向被罩部分，即使改变电源的接线，也不能改变电动机的转向。如果需要改变罩极式单相异步电动机的转向，则需要把电动机拆开，将电动机的定子或转子反向安装，才可以改变其旋转方向。

单相异步电动机有哪些类型？各有什么特点？

单相异步电动机最常用的分类方法，是按起动方法进行分类的。不同类型的单相异步电动机，产生旋转磁场的方法也不同，常见的有以下几种：

①单相电容分相起动异步电动机；

②单相电阻分相起动异步电动机；

③单相电容运转异步电动机；

④单相电容起动与运转异步电动机；

⑤单相罩极式异步电动机。