学习内容:

（1）单相异步电动机基本原理

（2）单相异步电动的基本结构

（3）单相异步电动机正反转控制

（4）单相异步电动机连线

单相交流异步电动机

单相异步电动机（single-phase asynchronous motor）是靠220V单相交流电源供电的一类电动机，它适用于只有单相电源（single-phase power）的小型工业设备和家用电器中,如电风扇、洗衣机、电冰箱、空调、抽油烟机、电钻、医疗器械、小型风机及家用水泵等。

我国的单相交流电源电压是220V，美国为120V、日本是100V、德国英国法国无数为230V，所以在使用国外的单相异步电动机时需要注意电机的额定电压与电源电压是否相同。

一、单相异步电动机基本原理

1、脉动磁场

当单相正弦电流通过定子绕组时，电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，但磁场的轴线则沿纵轴方向固定不动，即在空间方位上是固定不动的，这样的磁场称为脉动磁场。

2、合成转矩

这个交变脉动磁场可分解为两个以相同转速、旋转方向互为相反的旋转磁场，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。

仅有一个单相绕组，通电前转子为静止状态，通电后仍为静止状态。但如果用外力使转子转动一下，则转子就能沿着该方向继续转动下去。

3、旋转磁场的产生

为使单机电动机转子在通电状态下能够自动转动起来，可在定子中加上一个启动绕组，启动绕组与主（运行）绕组在空间上相差90度，启动绕组要串接一个容量的合适电容器，使得与主（运行）绕组的电流在相位上近似相差90º电度角，这样两个在时间上相差90º电度角的电流通入两个在空间上相差90度的绕组，将会在空间上产生（两相）旋转磁场。

产生旋转磁场的方法有分相法和罩极法。

1）分相法

在电动定子铁心上嵌放两套绕组：主绕组U1U2（又称工作绕组）和副绕组Z1Z2（又称启动绕组），空间位置相差90°电角度。在启动绕组Z1Z2中串入电容器C以后再与工作绕组并联接在单相交流电源上，适当选择电容器C的容量，使流过工作绕组中的电流Iu和流过启动绕组中的电流Iz相差约90°电角度。空间位置相差90°的两相定子绕组内通入在时间上互差90°电度角的两相电流，则沿定子内圆产生旋转磁场。鼠笼式结构的转子在该旋转磁场的作用下获得启动转矩而使电动机旋转。

2）罩极法

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 º电度角的感应电流，此电流产生的磁通在相位上也滞后于主磁通90 º电度角 ，其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。

4）单相罩极启动

罩极单相电机的结构分为隐极式和凸极式两种，隐极式具有分布绕组，起动转矩较小，只能使用在轻载起动的场合，即启动转矩小于额定转矩0.5倍的情况下。

5、单相电机分类

（1）单相电阻分相（启动）异步电动机；

（2）单相电容分相（启动）异步电动机；

（3）单相电容运转异步电动机；

（4）单相电容启动兼运转异步电动机；

（5）单相罩极式异步电动机。

二、单相异步电动的基本结构

1.分相式单相异步电动机结构

单相电容运转异步电动机主要由转子、定子、电容器、前后端盖、引出线等组成。

2.罩极式单相异步电动机结构

罩极电机主要由转子组件、定子组件、线包组件、支架组件及连接紧固件组成。转子组件主要由铸铝转子、轴和防止转子前后窜动的止推垫圈以及调整窜动量的垫片组成；定子组件主要由短路环与主定子铁心组成；线包组件主要由线圈、骨架、引接线或热保护器及相关绝缘包扎材料组成；支架组件根据轴伸端和非轴伸端安装位置不同，分前支架组件和后支架组件。

三、单相异步电动机正反转控制

1、罩极式单相电动机正反转

单相罩极式异步电动机中产生的是一个椭圆形旋转磁场，其旋转方向是从磙领先相绕组的轴线转向磁通落后相绕组的轴线，即转子的旋转方向总是从磁极的未罩部分转向被罩部分，旋转方向固定不变。

因此，罩极式异步电动机不能通过改变电源接线的方式改变旋转方向，改变旋转方向的方法是将转子或定子反向安装。

2、分相式单相异步电动机正反转

分相式单相异步电动机旋转磁场的旋转方向为超前电流绕组的黑线转向滞后电流绕组的轴线，故可通过将任意一相绕组的首尾对调接到电源上即可实现反向旋转。

1）只有1个启动电容的电机

直接将电容与电源的连接端对换

2）两个电容的电机

3）两个接触器控制实现正反转

4）使用倒顺开关实现正反转