【正文】 異步電動機(jī)既要有大的啟動轉(zhuǎn)矩，又要有好的運行性能，則可采用兩個電容并聯(lián)后再與輔助繞組串聯(lián)，如圖36所示。如果容量取小些，則啟動轉(zhuǎn)矩小，但運行性能較好。單相電容運轉(zhuǎn)異步電動機(jī)電容容量的大小，對電動機(jī)的啟動性能和運行性能影響較大。這時電動機(jī)實質(zhì)上是一臺兩相電動機(jī)，運行時定子繞組產(chǎn)生的磁場較接近圓形旋轉(zhuǎn)磁場，使電動機(jī)運行性能有較大改善，其功率因數(shù)、效率、過載能力等都比普通單相電動機(jī)高，運行也比較平穩(wěn)。同樣，當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速的70%～80%時，離心開關(guān)S將輔助繞組從電源上自動斷開，靠主繞組單獨進(jìn)入穩(wěn)定的運行狀態(tài)。如果電容的容量適當(dāng)，則可在啟動時，使輔助繞組通過的在時間相位上超前主繞組通過的電流90176。)，所以啟動時電動機(jī)氣隙中建立了橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場，因此單相電阻啟動異步電動機(jī)的啟動轉(zhuǎn)矩不太大。家用電冰箱中壓縮機(jī)電動機(jī)就采用重力式啟動繼電器或PTC啟動繼電器。啟動時的大電流通過線圈使其觸頭動作，將輔助繞組接入電源，啟動后主繞組電流下降。電動機(jī)啟動后，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到一定數(shù)值(額定轉(zhuǎn)速的70%～80%)時，離心開關(guān)S斷開，將輔助繞組從電源上切除，剩下的主繞組進(jìn)入穩(wěn)定運行。啟動時由于主繞組和輔助繞組兩個支路的阻抗不同，使得流過兩個繞組的電流相位不同。一般主繞組用的導(dǎo)線較粗而電阻小，輔助繞組用的導(dǎo)線較細(xì)而電阻大，或串電阻以增大輔助繞組支路的電阻。圖31　兩相旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生(1) 單相電阻啟動異步電動機(jī)圖32　單相電阻啟動電動機(jī)原理這種電動機(jī)的定子上嵌放兩相繞組，一個為主繞組U1U2(工作繞組)，另一個為輔助繞組Z1Z2(啟動繞組)。電角度后，合成磁場在空間也轉(zhuǎn)過了360176。電角度的兩相對稱電流，同時規(guī)定電流為正時，電流由繞組首端流入，末端流出，此時取幾個不同的時刻分析兩相對稱電流通入兩相對稱繞組時建立的合成磁場的情況。電角度，則為兩相對稱繞組。表23　單相雙值電容異步電動機(jī)電容選配 單相異步電動機(jī)的工作原理單相繞組建立的脈振磁場不能使電動機(jī)自行啟動，因此要使單相異步電動機(jī)像三相異步電動機(jī)那樣自行啟動，啟動時就必須在氣隙中建立一個旋轉(zhuǎn)磁場，常用的有分相式或罩極式，因此就有分相式與罩極式電動機(jī)之分。表22　單相電容運轉(zhuǎn)異步電動機(jī)運轉(zhuǎn)電容選配對于單相雙值電容異步電動機(jī)，所選用的電容容量，既要使電動機(jī)有較大的啟動轉(zhuǎn)矩，又要使電動機(jī)具有較高的效率和功率因數(shù)。電容的電容量可參考表22選配。采用油浸或金屬箔、金屬化薄膜電容。電容的額定電壓應(yīng)能使啟動過程中電容端電壓不超過其允許的最高電壓值()，一般可選額定電壓不低于倍電動機(jī)額定電壓的電解電容。單相電容啟動異步電動機(jī)的電容容量，應(yīng)能使電動機(jī)達(dá)到規(guī)定的啟動轉(zhuǎn)矩。① 啟動電容。單相電容啟動異步電動機(jī)需要啟動電容，單相電容運轉(zhuǎn)異步電動機(jī)需要運轉(zhuǎn)電容，單相雙值電容異步電動機(jī)需要兩個電容。(b) PTC啟動繼電器接線由于離心開關(guān)裝在電動機(jī)內(nèi)部，因此出現(xiàn)故障時檢查和維修很不方便，所以目前較多采用電流型啟動繼電器和PTC啟動繼電器。缺點是，不能連續(xù)啟動，兩次啟動間隔至少3～5min以上。因此，其低阻值向高阻值的轉(zhuǎn)變過程，相當(dāng)于開關(guān)的通至斷的過程。啟動后由于電流通過PTC而溫度上升。PTC是一種正溫度系數(shù)的熱敏電阻，低阻時約為幾歐至幾十歐，高阻時為幾十千歐，使用時可串接在輔助繞組電路中，如圖26所示。電流型啟動繼電器的線圈串接在主繞組電路中，它利用啟動過程中主繞組啟動電流的變化，促使繼電器動作，由繼電器觸點接通或斷開輔助繞組電路，如圖25所示。16—絕緣套。14—撥桿。12—固定在軸上的支架。10—活銷。7—定觸點。5—定觸點引出點。9—U形彈簧觸點臂。(b) 靜止部分圖24　簧片式離心開關(guān)結(jié)構(gòu)1—動觸點引線點。啟動前觸點閉合，啟動后，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到規(guī)定值時，重臂受離心力作用克服張力彈簧作用而外張，帶動撥桿將絕緣套移向軸的右方，簧片釋放觸點，從而達(dá)到開關(guān)通斷的目的。啟動后，當(dāng)轉(zhuǎn)速升高到額定轉(zhuǎn)速的70%～80%時，由于離心力作用，指形銅觸片克服拉力彈簧作用而離開靜止的銅環(huán)，使兩個半圓形銅環(huán)間不通，即起開關(guān)斷開作用。靜止部分是由兩個半圓形銅環(huán)組成，在兩個半圓形銅環(huán)的中間用絕緣材料隔開。離心開關(guān)包括靜止部分和旋轉(zhuǎn)部分，靜止部分固定在端蓋上，旋轉(zhuǎn)部分則裝在轉(zhuǎn)軸上。因為這3種類型單相異步電動機(jī)的輔助繞組或部分電容(對雙值電容而言)只允許在電動機(jī)啟動過程中接入電路，所以當(dāng)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速的70%～80%時，啟動裝置就需要將輔助繞組或雙值電容的一部分從電路中斷開，起到保護(hù)的作用。3. 附件為了保證單相異步電動機(jī)可靠地啟動和正常運行，單相異步電動機(jī)常附加有一些特殊零部件，如啟動裝置、電容器等。(b) 單相繞組分開安放2. 轉(zhuǎn)子單相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子均采用籠型轉(zhuǎn)子，與三相異步電動機(jī)的籠型轉(zhuǎn)子相同。電動機(jī)一般有兩極和四極兩種。圖(b)為單相繞組分開安放的結(jié)構(gòu)，其集中繞組分開安放在每個凸極上，并相互聯(lián)接構(gòu)成單相繞組。磁極的一部分被短路環(huán)罩住，凸極上裝有主繞組，一般為集中式繞組。一般采用同心式繞組或正弦繞組。兩套繞組的軸線在空間相隔90176。1. 定子單相異步電動機(jī)的定子結(jié)構(gòu)有兩種形式。因此，對單相感應(yīng)電動機(jī)，尤其是電容運轉(zhuǎn)式單相感應(yīng)電動機(jī)進(jìn)行研究，對于提高人們生活質(zhì)量，推動科技進(jìn)步以及節(jié)約自然資源及能源等，有著極大的價值及現(xiàn)實意義。單相電容運轉(zhuǎn)電動機(jī)，其最大特點是額定運行時的力能指標(biāo)優(yōu)良，與通容量的其它單相感應(yīng)電動機(jī)相比較，它的重量較輕、體積較小、效率和功率因數(shù)高。 缺點：與同容量三相感應(yīng)電機(jī)相比較體積較大，功率因數(shù)及過載能力都較低。廣泛應(yīng)用于家用電器（電風(fēng)扇、電冰箱、洗衣機(jī)等）、空調(diào)設(shè)備、電動工具、醫(yī)療器械及輕工設(shè)備中。因此在十一五期間“開發(fā)品種，擴(kuò)大功率，提高效率，降低躁聲”將是單相電機(jī)產(chǎn)品發(fā)展的主要趨勢。在國外,單相感應(yīng)電動機(jī)的功率范圍已擴(kuò)大至1015hp,()及以下。在各種家用電器中,用來驅(qū)動風(fēng)機(jī),泵和壓縮機(jī)的動力主要是單相感應(yīng)電動機(jī),因此加強單相感應(yīng)電動機(jī)的開發(fā)研究,不斷提高產(chǎn)品的質(zhì)量水平,大力開發(fā)新品種,積極推進(jìn)產(chǎn)品的專業(yè)化生產(chǎn)和規(guī)?；a(chǎn),對進(jìn)一步滿足社會的各種需求有著十分重要的意義。目前我國家電產(chǎn)品的產(chǎn)量已占世界產(chǎn)量的25%，電風(fēng)扇,食品加工機(jī)械的產(chǎn)量已據(jù)世界首位。 單相感應(yīng)電動機(jī)的發(fā)展背景隨著社會生產(chǎn)的進(jìn)步和人民生活水平的不斷提高,單相感應(yīng)電動機(jī)的生產(chǎn)在近20年來有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。由于人們對電腦、家用電器、通信導(dǎo)航、娛樂保健器具、交通出行工具需求的不斷提高，世界微、小電機(jī)的市場容量，以6%以上的年增速不斷打一大，據(jù)國內(nèi)外權(quán)威機(jī)構(gòu)統(tǒng)計，并會保持持續(xù)增長勢頭，在未來10到15年內(nèi)達(dá)到45億千瓦左右。隨著科學(xué)技術(shù)的提高和自動化進(jìn)程的提速，越來越多的電動產(chǎn)品走進(jìn)人們的生活和工作中。電動機(jī)是生產(chǎn)力發(fā)展的產(chǎn)物，同時它也對生產(chǎn)力的發(fā)展有著巨大的推動作用。隨后俄國的多利沃一多布羅沃利斯基于次年發(fā)明了二相交流異步電機(jī)。感應(yīng)電機(jī)是異步電機(jī)的一種，只有一套連接電源的繞組，一般情況下感應(yīng)電機(jī)和異步機(jī)作為同義詞使用。1824年，法國人阿拉果發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)動的磁針對外圍的金屬產(chǎn)生了機(jī)械力作用，并于次年發(fā)現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)的金屬盤可以使其附近的磁針轉(zhuǎn)動，這為感應(yīng)電動機(jī)的發(fā)明提供了理論支撐。隨后法拉第于次年發(fā)現(xiàn)了通電導(dǎo)體周圍存在環(huán)形磁場可使磁體旋轉(zhuǎn)運動，首次實現(xiàn)了電磁能和機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)換，并建立了被稱為世界上所有電動機(jī)祖先的第一臺電動機(jī)模型。全世界每年生產(chǎn)的電機(jī)數(shù)量據(jù)統(tǒng)計將近百億臺，而單相異步電機(jī)始終保持著占50%以上，并且比重還在不斷增大[12]。單相異步電機(jī)只有兩套相差電角度的定了繞組，具有結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)成本低廉、維護(hù)維修方便、無電刷、噪音小、壽命長等優(yōu)點，另外受輸、配電系統(tǒng)的限制，居民用電普遍為單相交流電源，使得單相異步電機(jī)廣泛應(yīng)用于家用電器、醫(yī)療器械、汽車附件、辦公電器化設(shè)備、輕工設(shè)備等工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通領(lǐng)域，在牽引工業(yè)和生活發(fā)展的騰飛中扮演著重要角色。單相電容運轉(zhuǎn)異步電動機(jī)畢業(yè)論文目錄目錄摘要 I第1章 緒論 1 課題背景 1 2 單相感應(yīng)電動機(jī)的發(fā)展背景 2 單相感應(yīng)電動機(jī)的研究目的及意義 3第2章 單相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)及原理 4 單相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 4 單相異步電動機(jī)的工作原理 9第3章 單相電容運轉(zhuǎn)異步電動機(jī)的分析和計算一 14 額定參數(shù)和主要尺寸 14 主繞組參數(shù)計算 16 轉(zhuǎn)子參數(shù)計算 20 磁路計算 21 副繞組計算 24 25 28第4章 單相電容運轉(zhuǎn)異步電動機(jī)的分析和計算二 33 額定參數(shù)和主要尺寸 33 主繞組參數(shù)計算 35 轉(zhuǎn)子參數(shù)計算 39 磁路計算 40 副繞組計算 43 44 47結(jié)論 52參考文獻(xiàn) 55附錄A英文參考文獻(xiàn) 56附錄B英文參考文獻(xiàn)翻譯 59I 哈爾濱理工大學(xué)專科畢業(yè)設(shè)計論文第1章 緒論 課題背景單相異步電機(jī)是一種只需使用單相電源供電，實現(xiàn)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置。功率一般在8W—1000W之間，在微、小功率電機(jī)領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛。雖然與二相異步電機(jī)相比，單相異步電機(jī)存在著效率和功率因數(shù)較低、功率不宜做大的不足，面對各類新型電機(jī)的競爭，但它始終在微小功率電機(jī)應(yīng)用方面保持著主導(dǎo)地位。 1820年丹麥物理學(xué)家奧斯特通過實驗發(fā)現(xiàn)了電流磁效應(yīng)，揭示了電學(xué)和磁學(xué)之間的聯(lián)系確立了電磁學(xué)的建立，為電機(jī)的發(fā)明提供了必要條件。隨后直流電機(jī)得以發(fā)明，并被廣泛應(yīng)用與研究。直到1885年，意大利人費拉單斯發(fā)現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)磁場并實現(xiàn)了兩相交流感應(yīng)電動機(jī)的實驗?zāi)Ｐ徒ㄔ?，為異步電動機(jī)和自起動電動機(jī)的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。次年，美國發(fā)明家特斯拉在完成了兩相繞線式交流異步電動機(jī)模型的基礎(chǔ)上，于1888年發(fā)表了《利用交流電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場》的報告，并且發(fā)明了兩相交流異步電機(jī)。此后，異步電機(jī)在電氣傳動的舞臺上得到越來越廣泛的應(yīng)用。19世紀(jì)末，電動機(jī)成功取代了蒸汽機(jī)應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，開始帶動自動化進(jìn)程，成為標(biāo)志人類進(jìn)入電氣時代的第一次工業(yè)革命的重要組成部分，并隨之迅速發(fā)展起來。在發(fā)達(dá)國家，每戶家庭使用小功率電機(jī)平均達(dá)到50到100個，其中單相異步電機(jī)占半數(shù)以上。因此，未來單相交流異步電機(jī)的市場發(fā)展前景將會非常廣闊[11]。單相電動機(jī)除了一部分用于工業(yè)驅(qū)動外,大部分用于家用電器產(chǎn)品。2000年,我國電冰箱,洗衣機(jī),空調(diào)器三大件的產(chǎn)量已分別達(dá)到1500萬臺,1300萬臺,1700萬臺左右,而且今年來繼續(xù)保持增長的趨勢。目前單相感應(yīng)電動機(jī)主要采用的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有: JB/T 10101999 YU系列電阻起動感應(yīng)電動機(jī)技術(shù)條件 JB/T 10111991 YU系列電容起動感應(yīng)電動機(jī)技術(shù)條件 JB/T 10121991YU系列電容運轉(zhuǎn)感應(yīng)電動機(jī)技術(shù)條件 JB/T 75881994 YU系列雙值電容單相感應(yīng)電動機(jī)技術(shù)條件與國外先進(jìn)水平相比,這些標(biāo)準(zhǔn)有兩個明顯的差距,隨著家用電器產(chǎn)品品種的發(fā)展和應(yīng)用范圍的擴(kuò)大,單相感應(yīng)電動機(jī)的功率范圍也逐步擴(kuò)大。為了應(yīng)對能源危機(jī),近年來國外已推出了高效率單相感應(yīng)電動機(jī),例如1/45hp 的4 極電容起動單相感應(yīng)電動機(jī)，我國JB/T 10111991 %；美國Emeerson %；3/45hp 的4 極雙值電容單相電動機(jī)，我國JB/T75881994 %，美國Baldor %，比我國高出10 個百分點。[1] 單相感應(yīng)電動機(jī)的研究目的及意義單相感應(yīng)電動機(jī)是利用交流電的單相電源供電的一類電機(jī)。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，噪音小。故單相感應(yīng)電動機(jī)只能作成小容量： 微型：幾瓦~750瓦； 小型：550瓦~3700瓦。它特別適用于輕載起動和要求長期運行的場合，如洗衣機(jī)、空調(diào)設(shè)備等，是產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣泛的一類單相感應(yīng)電動機(jī)。第2章 單項異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)及原理 單相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 單相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)與小型三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)比較