单相罩极式电机

  它主要由定子和转子两部分所组成。它的定子由硅钢片叠成凸极式磁极，在每个磁极上绕制一个工作绕组（也叫主绕组），这些工作绕组串联后，首尾端引出，通以单相交流电。另外，在磁极极掌的小槽内嵌放一个短路线的极掌，该线圈接成短路。有的罩极电动机用的是铜环，也叫短路铜环。它的转子采用鼠笼式转子，转子槽数不大于1.7倍的定子槽数。

  电流在ac段变化了半个周期，磁极旋转了接近180°角，由上可见，定子磁场由未罩部分向罩极部分旋转。

  同理，在电流i的负半周，定子磁场也由左向右移动，也是由未罩部分向罩极部分转动。只是磁力线的方向相反，从而获得旋转磁场。

  这种电机有4组（或8组）线，两组（或四组）为主绕组，两组（或四组）为副绕组，其中性线极），接线方法有以下两种：

  这种电机在正常工作时，电机转向只有一种，如鼓风机、潜水泵、粉碎机等，接线秘诀是：单相有罩和分相，引出线端看转向，分相由副转向主，罩极由主转向副。

  罩极式电机不管是凸极式还是隐极式，其接线规律都符合“罩极由主转向副”，比如40W鼓风机，12槽2极，属分散式绕组，为隐极式结构，其端部接线出，即首进尾出、尾进首出，采用了尾接尾的反串法；副绕组各自形成短路环，只有2匝。图中AB为主绕组中性线，CD为副绕组中性线，这样接线的结果，转向总是由主绕组中性线向副绕组中性线旋转，从纸面（接线端）看进去，电机以顺时针旋转。

  单相异步电动机按其结构可分为罩极式和分相式两种。罩极式电机又分为凸极式和隐极式。分相式按启动方式分为电阻启动式、电容启动式、电容运行式、双值电容式等四种。结构的不同导致其接线的不同。对罩极式电机来说，其绕组有两组，一组为主绕组，即运行绕组；另一组为副绕组即启动绕组，也就是短路环，其导线匝或几匝）。在分相式电机中，主副绕组有的对称，有的不对称。在这种电机中，容量大的不对称，而容量小的对称。在对称式中，接线灵活，主副绕组分别引出。不对称式的接线需注意主、副绕组的出线。

  它主要由定子与转子两部分所组成。转子结构与凸极式罩极电动机相同。它的定子是由圆形硅钢片叠成。其定子槽均匀分布，内嵌放工作绕组和短路绕组，工作绕组匝数很多，分散嵌放在槽的底层，使定子中形成两对磁极。

  当电流i变化到ab段，由于电流变化率小，短路铜环上的感生电流ik也小，它所产生的磁通φk很少，所以极掌上的磁通主要是φ1和φ2，分布比较均匀，这就等于磁场中心向右转动了一个角度。对转子来说，相当于正上面是N极，正下面是S极，磁场旋转近90°角。

  当i电流变化到bc段，电流的变化率增大，它随时间的增加而减少，磁通φ1和φ2很快减少。此时，短路铜环中的感应电流ik增大，且方向与i相同，其磁通φk增大，且方向与φ2相同，因此磁场被罩部分的磁通密度增加，未罩部分磁通密度减少。对转子来说，相当于右上边是N极，左下边是S极。

  总之，单相异步电动机在实际生产生活中因负载情况不同，接线方法应有多种，但只要掌握了其接线规律，就会运用自如，大幅度的提升工作效率。

  短路绕组嵌放的空间位置使线圈中的电流相位滞后工作绕组电流相位45罩极电动机产生旋转磁场的原理如图所示根据法拉第电磁感应定律当定子线圈通以单相正弦交流电iimsint时在短路铜环内应就会产生一个感应电流ikik也是正弦交流电它滞后电流i90相位角即ikikmsint90电流i和ik在磁极中都要产生各自按正弦规律变化的脉动磁场

  上图中电机的转动方向：瞬时针旋转。因没有短路环部分的磁通比有短路环部分的磁通领先。

  电机的转向为AC，方向不能改变；如要改变方向，只能改变罩极的位置或将转子旋转180度。

  启动时开关K闭合，使两绕组电流I1,I2相位差约为90°，由此产生旋转磁场，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。

  该电扇采用电容分相式异步电动机拖动，电路中串入具有抽头的电抗器，当转速开关S处于不同位置时，电抗器的电压降不同，使电动机端电压改变而实现有级调速

  三相异步电动机在电源断掉一根线时，就成为单相电动机运行。在起动时断了一线，因起动转矩为零而不能起动，只能听到嗡嗡声，这时电流很大，时间长了，就将电动机烧坏。如果在运行中断了一线，则电动机仍将继续转动。若此时还带动额定负载，则势必超过额定电流。时间一长，也会使电动机烧坏。

  1）主副绕组对称在电机接线时，主副绕组之首各引出一根线，线尾共接一根引出线，作为公共线（零线）。在进行线路接线时，将公共线接电源的任意一根导线之间接电容器，然后插上电源插头，将另一根导线触碰电容器的任意一端，直到转向与实际要求一致为止，然后拔下电源插头，将导线）绕组不对称这种电机一般容量较大，从几百瓦到几千瓦不等，如水泵、砂轮机、粉碎机、压粉机、压面机等，均为电容运行式或电容启动式，主绕组线经粗，匝数少；副绕组线经细，匝数多。比如一台型号为YL100L-4型电动机，它为双值电容式电动机，U1-U2为主绕组，Z1-Z2为副绕组，接线相连为公共引出线（零线），那么根据口诀，他的转向为“分相由副转向主”。

  在修理电机过程中，维修员会遇到手头没有所修电机线径的导线。遇此情况，只有变通使用，计算代用线径进行修理。代用原则是保障定子绕组的电流密度不变。

  一、改变导线并联根数选取导线)中可知，若电机接法（角形接法或星形接法）不变，相电流I相不变，电流密度j1不变，并联支路数a不变，只有改变并联根数n，使新绕组并联根数n2和导线的乘积与原绕组导线和并联根数n，的乘积相等。

  原理：当单相定子绕组中通入单相交流电，在定子内会产生一个大小随时间按正弦规律变化而空间位置不动的脉动磁场。分析表明，此交变脉动磁场可分解成两个转向相反的旋转磁场，因而在电动机静止时正反两个转矩相等，即：起动转矩为零，不能自行起动。

  其中转子为笼型转子，定子上有工作绕组A和起动绕组B，这两个绕组在空间位置上相差90°。起动绕组串接电容器C后与工作绕组并联接入电源。在同一单相电源作用下，选择适当的电容器容量，使工作绕组和起动绕组的电流在相位上近于相差90°，这就是分相。

  为了获得起动转矩，在槽中放置铜环或短路线圈，称为罩极线圈。罩极线圈的作用是使一个原来没有旋转性质的磁场变成为一个在极面上从未罩部分向被罩部分连续移动的磁场，因而具有旋转性质。罩极电机是不能反转的。

  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。

  单相异步电动机功率小，主要制成小型电机。它的应用十分普遍，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。

  罩极式电动机是单相交流电动机中最简单的一种，一般会用笼型斜槽铸铝转子。它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外形为方形、矩形或圆形的磁场框架，磁极凸出，每个磁极上均有1个或多个起辅助作用的短路铜环，即罩极绕组。凸极磁极上的集中绕组作为主绕组。

  例：一台Y100L2-4型3kW电机．线路，一根导线匝，Y接法，现改一路二根并绕Y接法。

  φ1.18mm导线mm导线，二根并联截面积之和是1.082mm2，φ0.80mm导线mm导线，二根并联后的截面积之和是1.084mm2，均非常接近1.094mm2，所以可用两根中0.83mm线为副绕组，接线相连为公共引出线（零线），那么根据口诀，“分相由副转向主”，则从Z1转向U1，转向为逆时针。总之，接线时以主绕组首为中心，若副绕组首在主之右，转向为顺时针，若在左则转向为逆时针。

  这种电机多用在正反转频繁交替的场合，如洗衣机、换气扇、木工刨床等。主副绕组对称的如洗衣机、换气扇等，用定时器来控制；主副绕组不对称的如木工刨床、小型台钻等利用倒顺开关可实现电动机的正反转控制。

  短路绕组匝数较少，线mm漆包线，嵌放在部分槽的上层，接成短路。短路绕组嵌放的空间位置使线圈中的电流相位滞后工作绕组电流相位45度

  根据法拉第电磁感应定律，当定子线圈通以单相正弦交流电i=Im·sin(ωt)时，在短路铜环内应就会产生一个感应电流ik，ik也是正弦交流电，它滞后电流i 90°相位角，即ik=Ikm·sin(ωt-90°)

  主绕组：电源火→主绕组首（U1）→主绕组尾（U2）→电源零线副绕组：电源火→离心开关（V1）→离心开关（V2）→启动电容→副绕组首（Z1）→ 副绕组尾（Z2）→电源零线电流规律：主绕组，“首”进“尾”出；副绕组，“首”进“尾”出。

  （2）反转电流分析反转接线)在接近额定转速时，切断起动绕组Βιβλιοθήκη Baidu或者运行时不断开起动绕组以提高功率因数和增大转矩。

  结构：如下左图所示，单相绕组绕在磁极上，在磁极的约1/3部分套一短路铜环。

  电流i和ik在磁极中，都要产生各自按正弦规律变化的脉动磁场。在电流的oa段，由于电流i的变化率较大，感生电流ik的幅值也大。因此，在磁极未罩部分主要呈现电流i的磁通φ1。在罩极部分的磁通，应该是电流i和ik各自产生的磁通φ2和φk互相抵消。通过罩极部分的合成磁通φ大大小于φ1。所以，从极掌上来看，磁通大多分布在在极掌的未罩部分。对转子来说，则相当于左上边是N极，右下边是S极。

  引出：为使单相异步电动机能自行起动，必须使转子在起动时能产生一定的起动转矩。

  (1)具有90°相位差的两个电流通过空间位置相差90°的两相绕组时，产生的合成磁场为旋转磁场。笼型转子在旋转磁场的作用下产生电磁转矩而旋转。

  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1/3），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。当罩极电动机的主绕组通电后，罩极绕组也会产生感应电流，使定子磁极被罩极绕组罩住部分的磁通与未罩部分向被罩部分的方向旋转。