单相异步电动机的工作原理详解

要使电动机旋转,其关键是要产生旋转磁场。在空间上相差90°的两个绕组中通入相位上相差90°的正弦交流电,那么就能产生一个像三相异步电动机那样的旋转磁场,实现自行起动。

图2-72 脉动磁场

(1)分相式单相异步电动机。根据分相方式的不同,分相式电动机可分为电容分相式和电阻分相式,如图2-73所示。

图2-73 分相式单相异步电动机

电阻分相式电动机中,起动绕组用较细、电阻率较高的导线绕成,并串联接入适当的电阻R,以增大电阻,工作绕组的电阻值较小些,两者由同一交流电源供电。由于两个绕组的阻抗不一样,流过两绕组的电流I₁和I₂就相差一定的电角度,从而产生旋转磁场,产生电磁转矩。电动机静止或转速较低时,装在电动机后端盖上的离心开关S处于闭合状态;转速达一定值时(一般为70%),S自动断开。切除起动绕组,由工作绕组提供磁场。该种电动机由于相位差小于90°,故起动转矩较小。主要应用对象为小型鼓风机、研磨搅拌机、小型钻床、医疗器械等。

电容分相式电动机中,起动绕组中串联一个适当容量的电容,使两个绕组中的相位差接近90°,从而增大了起动转矩。主要应用对象为小型水泵、冷冻机、压缩机、电冰箱、洗衣机等。

(2)罩极式单相异步电动机(www.xing528.com)

罩极式电动机是单相交流电动机中最简单的一种,如图2-74所示,通常采用笼型斜槽铸铝转子。根据定子外形结构的不同,又分为凸极式罩极电动机和隐极式罩极电动机。凸极式罩极电动机的定子铁心磁极凸出,每个磁极上均有一个起辅助作用的短路铜环,即罩极绕组(相当于起动绕组),凸极磁极上的集中绕组作为主绕组。定子通入电流以后,部分磁通穿过短路环,并在其中产生感应电流。短路环中的电流阻碍磁通的变化,致使有短路环部分和没有短路环部分产生的磁通有了相位差,从而形成旋转磁场,使转子转起来。

图2-74 罩极式单相异步电动机

隐极式罩极电动机的定子铁心与普通单相电动机的铁心相同,其定子绕组采用分布绕组,主绕组分布于定子槽内,罩极绕组不用短路铜环,而是用较粗的漆包线绕成分布绕组(串联后自行短路)嵌装在定子槽中(约为总槽数的2/3),起辅助组的作用。主绕组与罩极绕组在空间相距一定的角度。

罩极电动机具有起动转矩小,且不能实现正、反转的特点。主要应用对象为小型风扇、电吹风、电动模型等。

单相异步电动机结构特点及应用见表2-3。

表2-3 单相异步电动机结构特点及应用