单相感应电动机.doc

1、单相感应电动机-常见故障分析单相感应电动机用单相电源供电，使用方便，广泛地应用于家用电器（如电冰箱、电风扇、洗衣机等）和医疗器械；，在工业、医疗及日常生活中有着广泛的应用，常用于拖动搅拌器、砂轮、风扇以及自动控制等。单相感应电动机的体积要比同容量的三相感应电动机大、运行性能稍差，因此不能太大，一般在几百瓦一下。一、结构特点除罩极电动机具有凸出的磁极外，单相感应电动机的铁心均与普通三相感应电动机相类似；转子都是普通的笼型转子；定子上装有单项绕组，称为工作绕组。小型单相感应电动机的定子内径较小，嵌线比较困难，故大多采用单层绕组。为了削弱定子磁动势中幅值的三次谐波，也有采用双层绕组和正弦绕组的，以改

2、善启动性能。二、工作原理单相感应电动机的定子工作绕组通入正弦交流电时，会产生一个脉振磁动势，可以看作两个大小相等、转向相反、转速相同的旋转磁通势 Ff 和 Fb。若不考虑磁饱和，可分别研究两个旋转磁动势的作用，然后叠加起来，即可得到脉振磁动势的结果，这种分析方法称为双旋转磁场理论。若转子转速为 n，则转子对正、反向旋转磁场的转差率分别为=s, =2-son正向旋转磁动势所产生的磁场与其所感应的转子电流作用，产生正向电磁转矩Tef；方向旋转磁场与其感应的转子电流作用，产生反向电磁转矩 Teb；两者之和即为电动机的合成电磁转矩 Te，如下图可见，当 s=1 时，合成的电磁转矩为零，故单相感应电动机

3、无启动转矩。为此，必须采用其他措施起动。此外，在 s=1 的左右两边，合成转矩是对称的，因此单相感应电动机无固定的转向，工作时转向由起动时的转动方向而定。三、常见故障1.不能运转。这类故障产生的原因主要有几个方面：电源电压波动，电路中熔断器熔断，因长期运转使电源引线折断，电机线圈绕组开路或局部短路而严重损坏等。2.低速反转。正在运行中的一 台电扇，转速突然下降，后以低速反转。切断电源后电扇不能重新启动，经检查时电容器短路。3.转动无力。原因主要有：转动轴生锈，轴承缺油；电容器存在质量问题，当电容器有质量问题时，会导致点击输出力矩减小，发生转动无力或在外力推动下才能启动的故障；点击线圈绕组短路。

4、4.振动机噪音过大。（1） 、机械特性单相感应电动机定子绕组有两个交流分布绕组：主绕组 m 和副绕组 a，如图 1。分两种情况简述其机械特性：1、主绕组有电流 im、副绕组无电流是，点击中正向磁势 F+和逆向磁势 F-幅值相等，转向相反，对应的 T+和 T-也相对于原点对称。合成电磁转矩为曲线，如图 2。2、主绕组和副绕组通入不同相位的电流 im 和 ia 是，产生椭圆形旋转磁势F。F 可以分解为两个不相等圆形旋转磁势 F+和 F-。对应的 T+ =f(s)和 T- =f(s)不再对称合成电磁转矩为曲线。（2） 、故障分析1.关于不能运转的问题当图 1 副绕组上的电容器开路后电动机气隙中只有脉

5、动磁场，这时电动机的机械特性曲线有图 2 的曲线变为由脉动磁场所形成的机械特性曲线，电动机的工作点有 A 点移到 B 点。这时工作点上的电磁转矩讲下降，转速由 na降低为 nb,这是因为脉动磁场之昂逆向分量（虚线）加大的缘故，而逆向旋转磁场分量对正向分量（虚线）起着制动作用，故电动机的合成电磁转矩下降，转速降低。当逆向制动作用与正向分量的拖动作用大小相等时则合成电磁转矩为零（图 2C、D 点） ，所以当电容器断开时，因机械特性 的启动转矩 Ma=0，故电动机不能重新启动。弱电容器的开路出现在电动机的运行中，则不影响其继续运行。2.关于反转的问题根据电动机转动方向总是由电流超前的绕组的轴线朝着电

6、流落后的绕组的轴线方向旋转的规律，图 1 中设 为 im 与 ia 的相位差角，则：Im= Icos Ia= Icos( )2t12901t这时电动机由主绕组朝着副绕组方向转动，当电容器在点击运行中被短路，则Ia= Icos( )t于是，ia 由原来落后 im(90- )变为超前 im(设 =20)，由上述电动机旋转规律可知，这时点击将由副绕组朝主绕组轴线方向旋转，形成反转。因为电容器短路发生在电动机的运行中，这时静止阻转矩已被克服，加上扇叶已经形成的气流漩涡对扇叶的反作用力，使电动机易被反向启动。当电动机停下后，上述有利于反向启动的条件消失，加上 角一般很小，即旋转磁势的椭圆度较大，启动转矩

7、小，故不能重新启动。当主绕组中有单相正弦交流电流时，讲产生正弦分布的基波磁势：Fm1= Fm1cos( )+ Fm1cos( )21t12t1F = F cos( )cos( )900这是两个圆形脉振磁势。根据上述两式画出的椭圆形旋转磁势如下：四、常见单相感应电机故障及检修家用电风扇、洗衣机、空调压缩机电动机在日常使用中发生的故障繁多,主要故障有: 电机过热 ,电机转动时燥声大或振动大,电机转速低于正常转速 ,通电无法起动, 起动转矩小或起动缓慢且转向不定, 电机外壳带电 ,电机绕组短路或断路、接地等故障或类型。（1） 、电风扇电动机故障检修 对于电风扇电动机检修常用的方法有:用验电笔测试检查

8、电动机是否漏电;观察电风扇的转速,看电动机能否起动运转 ,如不能 ,则说明电动机起动转矩小;检查电风扇的温升,若电动机绕组及轴承故障 ,通电 1h 左右,温度会升高到烫手, 如运转 1h 后, 手放在电动机外壳上仅有热感,则电动机正常;检查电机噪声情况,若电风扇在各档转速下运转,一般能听到正常“沙沙”声 ,而没有机械声及电磁噪声。(1)洗衣机电动机故障检修 洗衣机电动机在使用中出现的故障现象有:1.洗涤电动机不起动, 指示灯不亮。检修方法:用验电笔或万用表检查电源是否正常,检查电源插头接触是否良好,熔断器是否熔断；带进水阀的洗衣机固有水位开关, 当进水量未达到限定水位高度时, 应使水量达到限定

9、高度, 电动机方能正常运转 ;电动机引线断路, 电容器损坏应进行更换。2. 洗涤电动机不转, 且有嗡嗡声。检修方法:波轮被异物卡死,应清除波轮上的异物;电源电压过低。电动机转子被卡住,拆开电动机,清除异物。3. 波轮不能自动正反转或转动不停。故障原因是: 定时器失灵、接触不良或触点烧结粘合无法断开电路所致。检修方法:应检修定时器内部的弹簧片和触点,损坏严重时应更换新定时器。(三) 空调压缩机电动机故障检修 空调压缩机电动机使用中产生的故障及检修方法:1. 空调器压缩电动机不起动。检查有无电源,检查熔断器、插头、插座是否良好。其方法是:用导线将温控器的相应两触点短接,若电动机运转, 则故障在温控器本身检查继电器线圈、触点,如损坏, 应更换或修复 ;过载保护失灵。检查过载保护器有无电阻值 ,若损坏,应更换;压缩机电动机电容损坏, 更换。2. 压缩机有异响但不运转。检查起动电容是否击穿。拆下电容器,换上同容量电容器 ;电源电压过低。 。3. 压缩机运转不停的故障原因。温控器触点粘连,修理或更新; 温控器中感温管的感温剂泄漏,重新注感温剂或更换新感温器;制冷剂泄漏, 检漏后补漏。参考文献: 1李元庆主编,电机技术与维修,北京:中国电力出版社,2008.2陈世元主编，电机学，中国电力出版社；3李光友、王建民、孙雨萍主编，控制电机，机械工业出版社；