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1、单相电机（空调风扇电机为主）培训材料技术中心一、单相异步电动机的分类根据单相异步电动机启动方法的不同以及启动性、运行性 能的差别，一般分成以下几种类型：l 1：电阻起动单相异步电动机l 2：电容起动单相异步电动机l 3：电容运转单相异步电动机l 4：双值电容单相异步电动机l 5：罩极单相异步电动机单相电机的基本工作原理：首先从气隙磁场入手，当单相绕组通以正弦变化的交流电流i，就会产生脉振磁通势。脉振磁通势可以分解为幅值减半，速度相等而转向相反的两个圆形旋转磁通势。定子的正序磁通势建立正向旋转的正序磁场，它与转子绕组感生电流所产生的正序磁场合成正序磁场，并产生正序电磁转矩；同样定子的负序磁通势产
2、生负序电磁转矩。正、负序电磁转矩的方向相反，大小与转子的转速有密切关系。二、 单相电机的基本工作原理当转子转速n=0时,正、负序电磁转矩的方向相反、大小相等，合成电磁转矩等于零，电机不能自己起动。当转子转速n0时，对正序磁场而言，电动机处于电动运行状态，正序电磁转矩是驱动转矩，对负序磁场而言,电动机处于电磁制动状态，负序转矩是制动转矩。为了削弱电动机中的负序磁场,通常在定子铁心中放入两套空间上不同轴的绕组，并分别通以时间上不同相的交流电流。这时电机中的气隙基波磁通势不是脉振磁通势而是椭圆磁通势了。 由于负序磁场的存在会使电动机的性能变差，为尽可能的削弱，最理想的情况使负序磁通势等于0，此时两绕
3、组的合成磁通势等于正序磁通势，即为圆形磁通势了。获得圆形磁场的条件是：1：Fm=Fa=F 2：+=180 当两相绕组的空间夹角=90时，如果两相电流的时间相位差=90而且磁通势大小相等，就可以获得圆形磁场。即： 1：Fm=Fa=F 2：=90这样，电动机就有启动电磁转矩，即电动机处于运行状态。三、绝缘等级的分类和电机温升1：温升和温升限度 电机运行时要产生损耗，这些损耗就转变为热 能，使电机各 部分温度升高。电机某部件的温度与周围介质温度之差，就叫做该部 件的温升。 电机在额定状态下长时间 运行，当达到稳定时，电机各部 件温升的允许极限值称为温升限度。就绕组 而言，电机绕组 的温升限度基本上取
4、决于其绝缘结 构 耐热等级及环境温度，同时与温度测量方法有关，常用的方法有电阻 法、温度计法及埋置检温计法。电机中常用的绝缘材料，按其耐热能力，分为A、E、B、F、 H 等5级。上述耐热能力不是绝对的，只是说明长期可以在该温度下使 用，当工作温度超过最高容许工作温度时，使用寿命随温升的 升高而呈指数下降，因此电机正常运行中绕组绝缘中最热点的 温度，一般不应超过表中的极限温度。2：电机中常用的绝缘材料及其容许工作温度耐热等级AEBFH极限温度（）105120130155180试验表明：当绕组达到一定温度时，每当温度增高8 ，绝缘寿命就缩短一半。一般电机多用E级和B级绝缘。要求在高温场合使用的 电
5、机，如：起重及冶金用电动机，常采用F机或H级绝缘。3：温升测试常用的测量方法：为保证电机能长期安全可靠的运行，必须进行温升试验以确定其实际温升，由于不同的测试方法可得出不同的测量结果，因此在规定温升限度时，还应规定具体的测量方法。常用的测量方法有三种：1.温度计法：最简便，测得的温度仅为部件表面温度，因此测得 温升限度要比其他方法稍低一些。2.埋置检温计法：检温计有热电偶和电阻温度计两种。此方法虽较 复杂，但他可以测得接近于电机内部最热点的温度。3.电阻法：这种方法是利用绕组发热时电阻的变化来测定其温度。例如，铜线绕组在冷态温度 TO(通常为室温）时的电为R0 ，当绕组温度升高到热态温度T时，
6、绕组的热态电阻为R，则根据 即可求得绕组的热态温度，如果绕组用的是铝线，常数改为 245来代替，电阻法测出的温度是整个绕组的平均温度。实际电机温升计算公式:四、 电机转速标准设置的合理范围（转差）l电动势的频率:当转子为一对极时,转子旋转一周,绕组中的感应电动势正 好交变一次,当电机有P对极时，则转子旋转一周时，感应电动 势交变P次，设转子每分钟转速为n,则转子每秒钟旋转n/60转， 因此感应电动势每秒交变pn/60次，即电动势的频率为f=pn/60.l转差率：感应电机的特点在于转子的转速n与定子产生的旋转磁场的 转速（即同步转速n1)不同，转子转速n与同步转速n1的差额（ n1-n)对同步转
7、速n1的比值成为转差率，以S表示， S=（n1-n)/n1.常见转 速范围常见转 差率范围504132010500.120.368808000.120.284005000.450.33604150013500.170.25610809500.100.20五：单相电机调速的方式（图示）以及采用的原则原则是优先采用副线调速采用主线调速的原则：（即副线调速出现的问题）1：低档起动力矩小，或中低档有噪音时，采用主线调速2：低档温升高，改用主线调速六. 电容大小的选取原则l 1：设主绕组电压为Um，副绕组电压为aUm，而且 两者时间上 的相位差为90，则电容端电压为（有效匝比a一般取1.2-2）可见a的
8、上限制，也受到Uc的限制。根据以上式子，可以求的C值。2：电机(同功率)改压后电容的相应变化根据上式可知，电容值随着电压的增加而减小，但通常采用的电容值 比以上核算值要小。选取电容的通常概念性原则：功率大，电容大；功率小，电容小。：主副线匝比在合理的范围（）。：使得负序电流更小。：档位转速差距大的电机，电容适当大些，以便采用主线调速。七：电机主要参数之间的关系及对电机性能的影响1：电机的功率与转速的高低与电机体积的关系l从以上两式可以的出：A：电磁负荷A和 不变时，相同功率的电机，转速高的，尺寸较小；尺寸相同的电机，转速较高的，功率较大。 这表明提高转速可以减小电机的体积和重量，但转速必须保
9、证在一定的范围内。由于，转速高时，机械损耗和铁耗将增 加，A只好降低，这会导致反比关系的破坏。B：电机的主要尺寸由计算功率和转速之比或计算转矩所决定。C：转速一定时，若直径不变而采用不同长度，则可得到不同的功率 。2：电机斜槽的选取和作用l 斜槽的选取小功率单相异步电动机的最初起动转矩倍数随定、转子的不 同位置作周期性变化。一般斜槽宽度为一个定子齿距。 l 斜槽的作用A: 改善电机的启动性能(最初启动的凹点)B：削弱谐波磁场，减小噪音,改善电机的运行性能3：电机定转子气隙的大小和作用l 对于小功率电动机，气隙的一般范围取 =0.20.3 l 气隙的作用A：当增加，齿部脉振磁通减少，高频电磁噪声
10、下降 , 但 In , Io 增加 , 效率降低, 功率因数降低, 电机温升升高。B：当增加，定、转子相擦的危险性下降，由偏心引起的 影响就减少，降低单边磁拉力，从而降低由转差频率调 制的电动机噪声。C：当增加，气隙磁导波中的谐波分量由于齿槽效应削弱 而下降，是电动机机械特性中的谷点有所提高。4：转子电阻对电机性能的影响达到同一转速时,不同转子电阻的特性曲线. 另: 增大转子电阻,电机的特性曲线向左移动,提高电机的启动力距.随着转子电阻的增大，发生最大转矩的转差率增大，启动转矩增 加。5：噪音产生的因素以及通常采取的解决措施常见原因通常采取采取措施 1：磁路过于饱和，谐波加强 ；1.减少铝环厚
11、度和截面积;适当增加气隙;改 变转子斜槽;槽配合；铁心厚度等电磁参数； 2：装配不合理2.合理调整装配间隙，并清洁电机卫生；3：轴承或轴承室中混入杂质3：轴承运输及电机装配中确保工艺卫生；4：转子不平衡量过大4：重新教正，严格控制转子的动不平衡；5：负载整机噪音5（a ）负载哨叫声：考虑检讨负载风 道设 计；（）负载共振声，可能错开共振频率 方法有：增加减振海绵或增加板金加强筋； 电机改变机壳机械尺寸或机壳厚度（） 低频噪音，消除定转子的偏心；调整电磁参 数，适当增加电机的启动力矩八、电机检测的通常项目（空调风扇电机）1.电机的结构A：外观 B: 尺寸 C：强度、刚度（安全可靠性） D：防护等
12、级2.电机的性能3. A：空载性能 B: 堵转性能C：负载转速 D： 负载温升3：电机的振动与噪音 A：空载情况下 B：负载情况下4：绝缘性能 A：绝缘电阻 B：介电强度九、 开发立项的基本条件1：常见基本条件（在电压、频率、电容值明确的首要条件下）A：转速标准温升标准、转速对应输出功率（或力矩或电机的特性曲线）B 转速标准温升标准、整机负载C：转速标准温升标准、合格的样机D：转速标准温升标准、样机的实际转速和温升（未必符合标准）E：转速标准温升标准、与当前已批量的某型号电机负载相同除B为设计的充分条件，其余为必要条件。2：常见不明确的立项条件 （电机性能方面） A：电压、频率、电容不明确B：按样机制作，转速、温升标准不明确。C：转速、温升标准不明确。D：转速、温升标准明确，但仅仅提供风扇或风轮等不完整负载。E：要求按提供样机，（未经实际负载测试电机是否合格）。F： 输出功率有，但只是名义的输出功率。G：改型电机，有多个档位要求，但只有一个档位的转速标准。H：绝缘等级的要求不明确。I：转速、温升标准明确，但检测的测试电压不明确。 结束谢谢大家！2006.05.04
