5.1.1单相异步电动机的分类及结构特点

一、 单相异步电动机的分类及结构特点

单相异步电动机是用单相交流电源供电的一类驱动用电动机。它具有结构简单、成 木低廉、运行可靠及维修方便等一系列优点。特别是因为它可以直接使用220V交流电 源，所以广泛地应用于各行各业和日常生活中。如手电钻、小型风机、医疗器械、风扇、洗 衣机、冷冻机及电影放映机等。

与同功率的三相异步电动机相比较，单相异步电动机的体积大、性能较差，因而单相 异步电动机只宜做成小型的，功率范围在8〜1500W之间。

(一） 分类

按起动与运行分为：YU电阻起动单相异步电动机；YC电容起动单相异步电动机； γγ电容运转单相异步电动机；YL双值电容单相异步电动机；YJ罩极单相异步电动机； YJ F罩极平相异步电动机（方形）以及以上各种高效率的平相异步电动机。

(二） 一般单相异步电动机的结构特点

这种电动机结构与一般小型三相异步电动机相似。

丄.定子

定子结构有两种形式。较大功率的采用和二相异步电动机相似的结构，定子铁心也 是用硅钢片叠压而成铁心槽内放置有两套绕组，一套是主绕组，也称工作绕组，另一套 是副绕组，俗称起动绕组（占总槽的1 / 3)。两种绕组一般采用同心式绕组，其轴线在空间 相隔90°电角度。

功率较小的定子铁心制成凸极形状，磁极的一部分被短路环罩住，凸极上装有主绕 组，一般为集中式绕组„

2.转子

单相异步电动机转子与=相异步电动机笼型转子相同，铁心用硅钢片叠压而成，铁 心槽内装有笼型绕组，一般为铸铝转子。

二、 电阻起动电动机结构特点

在结构上电阻起动电动机（乂称分相电动机）的定子、转子、端盖均与一般单相异步 电动机相同。定子槽内嵌置两套绕组，绕组的布置见图5-1，所不同的是有起动装置。

因为电阻起动电动机的副绕组，只允许在电动机起动过程中接人电路，所以当电机 达到额定转速时的7 0 %〜8 0 %后，起动开关可将副绕组从电路中断开，起到保护该绕组 的作用。目前起动装置有如下4种。

(一）离心式开关

离心式开关包括静止部分与旋转部分。旋转部分则装在转轴上。静止部分是由两

(四）PTC起动元件

该元件是一种正温度系数的热敏电阻，“通”至“断”的过程即为低阻向高阻态转变过 程。一般冰箱用的PTC元件，体积只有贰分硬币大小。其特点是：无触点、无电弧，工作 过程比较安全、可靠、安装方便，价格便宜。缺点是不能连续起动，两次起动间隔3〜 5mm。低阻时约几欧至几十欧，高阻时为几十丁欧。

三、 电容式电动机结构特点

电容式电动机的基本结构与电阻电动机大致相同，而区别仅在于电容式电动机在运 转时，副绕组中始终串有电容器。这种电动机共分为3种：电容起动、电容运转和电容起 动与运转电动机。

(一） 电容起动电动机

单相电容起动异步电动机的原理图见图5-3。副绕组RF2、电容C与开关S串联 后，与主绕组U D2接到同电源上

单相电容起动异步电动机的副绕组和电容器只允 许短时间工作。当电动机起动后，待转速达到75%〜

8 0 %额定转速时，由起动开关S将副绕组切离电源，主 绕组单独运行。

(二） 电容运转式电动机

电容起动单相异步电动机的副绕组串接一个工作 电容器C后，与主绕组并接于电源，且副绕组与主绕 组同时参与运行。因此，这种电动机有较高的功率因

数和效率，体f只小，重；量轻，一般;it用于洗衣机·、风扇及图5_3电容起动电动机原理图 通风机等各种空载和轻载起动。

(三） 电容起动与运转式电动机

电容起动与运转单相异步电动机是上述电容起动与电容运转式电动机的组合。这 种电动机用了两个电容器C1和C2。电容器固定串人副绕组内，它的电容量较小，而 电容较大的电容器C2则通过离心开关S与电容器C1串联。当接通外施电源时，两个电 容都处于丁作状态，电动机便开始起动。当转速达到额定转速75%左右时，离心开关S 将电容器C2切除，而电容器C1则继续留在电路中运行。

这种电动机具有较高的起动性能、过载能力、功率W数和效率，适用于电影放映机、 家用电器和小型机床

四、 罩极电动机结构特点

罩极电动机是单相异步电动机中结构最简单的一种，而且坚固可靠、成本低廉、运行 时噪声微弱以及对于无线电没有干挠等优点。它一般用于空载或轻载起动的小功率场 合，如电扇、仪器用电机、电动模型及鼓风机等。

罩极电动机转子一般为笼型转子，有的制成外转子，即将笼型转子置于定子的外圆。 各种吊风扇电机就是采用这种结构。定子铁心有两种结构，凸极式或隐极式，其结构如下：

(一）凸极式罩极电动机

凸极式罩极电动机定子铁心不同于普通单相异步电动机。其外形是一种方形或圆形
的磁场框架，磁极突出，凸极中间开一个小槽，用短路铜环罩住约1/3磁极面积。短路环起 辅助绕组，而凸极磁极上集中绕组则起主绕组作用。罩极式电动机的定子形式有多种多 样，见图5-4所示。其中图5-4d)是最常见的一种，只有一个绕组（主绕组）绕在绝缘框上， 框孔的铁心片插人后，再嵌插定子铁心，用螺栓将铁心紧固。罩极绕组是用粗铜线制成。

图5-4罩极电动机定子的各种结构形式 1 一磁极；2—磁环；3—罩极圈：4一机座；5—绝缘框；6—铁心片；7—定子铁心

此外，在飞速发展的家用电器中，乂设计出一种长方形定子铁心罩极电机，适用于位 置很小的场合，这样容易改变磁极对数，改变绕组接法达到变速的目的。

(二） 隐极式罩极电动机

隐极式罩极电动机定子冲片与一般单相异步电动机相同。定子绕组采用分布绕组， 主绕组分布于定子槽内，嵌放在槽子的底层。罩极绕组不用短路铜环，而是用匁.5mm 绝缘导线绕成分布绕组（2 — 8匝），嵌放在槽的上层。主绕组与罩极绕组在空间相距一定 的角度（约45°电角度）。

(三） 罩极电动机旋转方向的改变方法 1.普通罩极电动机旋转方向的改变

罩极电动机的转向，是从主绕组轴线转向罩极绕组轴线的，如果要改变普通罩极电 动机的旋转方向，就只要将电动机拆开，把定子或转子反向安装，如图5-5 a)所示，是沿顺 时针方向旋转的电动机。而图5-5 b)只是将定子铁心反向安装，则电动机沿逆时针方向

旋转。

2.可逆转罩极电动机旋转方向的改变

在隐极式罩极电动机中，可以正反方向运转，这种可逆电动机的定子槽中必须具有 一套主绕组与两套罩极绕组，K极数相同。当电动机朝一个方向旋转时，只有一套罩极 绕组起作用。

图5-6表示的是4极12槽可逆转罩极电动机的绕组实际接线图。一套主绕组与两 套罩极绕组分别各自串联，每组的极性勹它左右相邻的极性相反。电动机向某一方向旋 转时，一组罩极绕组的电路闭合，同时另一罩极绕组断电，改变转向只要通过开关与A或 B接通即可。

还有一种可逆转罩极电动机，它是用两组主绕组和一组罩极绕组，如图5-7所示，罩 极绕组可以是线绕的，也可以是铜圈。沿顺时针方向旋转时，则给相应的主绕组U1通 电，绕组U2断电；沿逆时针方向旋转时，则让主绕组U2通电，绕组U1断电。