单相异步电动机 教学设计VIP免费

单相异步电动机（一）教学目的1．知道单相异步电动机的原理和主要构造。2．会进行单相异步电动机起动、反转、调速、制动的操作。3.了解单相异步电动机的优点及其应用。4．培养学生把物理理论应用于实际的能力。（二）教学过程引入新课单相异步电动机(single-phaseasynchronousmotor)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-phasepower)的小型工业设备和家用电器中。单相异步电动机单相异步电动机的构造与三相异步电动机相似，也可由定子和笼型转子两个基本部分组成。一、单相异步电动机的工作原理单相异步电动机的定子绕组通以单相电流后，电动机内就产生一交变磁场，但磁场的方向时而垂直向上，时而垂直向下，即单相定子绕组的磁场不是旋转磁场，所以转子不能自行起动。因此，单相异步电动机转动的关键是产生一个起动转矩。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传和反转磁场和。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。不论是还是，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，则对正转磁场而言，转差率为：对反转磁场而言，转差率为：单相异步电动机的T-s曲线见左图由图可知单相异步电动机的主要特点有：（1）n=0,s=1,T=T++T-=0，说明单相异步电动机无启动转矩，如不采取其他措施，电动机不能启动。（2）当s≠1时，T≠0，T无固定方向，它取决于s的正、负。（3）由于反向转矩存在，使合成转矩也随之减小，故单相异步电动机的过载能力较低。电容分相式起动工作原理启动时开关K闭合，使两绕组电流I1,I2相位差约为90°，从而产生旋转磁场，电机转起来；转动正常以后离心开关被甩开，启动绕组被切断。罩极式单相电机的工作原理定子通入电流以后，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。上图中电机的转动方向：瞬时针旋转。因为没有短路环部分的磁通比有短路环部分的磁通领先。二、单相电容式异步电动机单相电容式异步电动机在定子上有工作绕组和起动绕组两个绕组。两个绕组在定子铁心上相差90的空间角度，起动绕组中串联一个电容器，图11-24所示是单相电容式异步电动机的原理图。由图可见，同一电源向两个绕组供电，则工作绕组的电流和起动绕组的电流就会产生一个相位差，适当选择电容，是i1和i2的相位差为90，即i1=I1msin(t90)i2=I2msin(t)用三相异步电动机的分析方法，相位差为90的i1和i2，流过空间相差90的两个绕组，能产生一个旋转磁场。在旋转磁场的作用，单相异步电动机转子得到起动矩而转动。图11-25所示i1和i2的波形图和旋转磁场图。改变电动机定子绕组接线的顺序，可以改变旋转磁场的方向也就改变了电动机的转向。单相异步电动机的使用单相异步电动机功率小，主要制成小型电机。它的应用非图11-25两相绕组中的电流与旋转磁场常广泛，如家用电器（洗衣机、电冰箱、电风扇）、电动工具（如手电钻）、医用器械、自动化仪表等。