單相異步電動(dòng)機(jī)是用單相交流電源供電的一類(lèi)驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、運(yùn)行可靠及維修方便等一系列優(yōu)點(diǎn)。特別是因?yàn)樗梢灾苯邮褂?20v交流電源，所以廣泛地應(yīng)用于各行各業(yè)和日常生活中。如手電鉆、小型風(fēng)機(jī)、醫(yī)療器械、風(fēng)扇、洗衣機(jī)、冷凍機(jī)及電影放映機(jī)等。

    與同功率的三相異步電動(dòng)機(jī)相比較，單相異步電動(dòng)機(jī)的體積大、性能較差，因而單相

異步電動(dòng)機(jī)只宜做成小型的，功率范圍在8—1500w之間。

 (一)分類(lèi)

    按起動(dòng)與運(yùn)行分為：YU電阻起動(dòng)單相異步電動(dòng)機(jī)；YC電容起動(dòng)單相異步電動(dòng)機(jī)；YY電容運(yùn)轉(zhuǎn)單相異步電動(dòng)機(jī)；YL雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)；YJ罩極單相異步電動(dòng)機(jī)；YJF罩極中相異步電動(dòng)機(jī)(方形)以及以上各種高效率的單相異步電動(dòng)機(jī)。

 (二)一般單相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

    這種電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)與一般小型三相異步電動(dòng)機(jī)相似。

    1．定子

    定子結(jié)構(gòu)有兩種形式。較大功率的采用和三相異步電動(dòng)機(jī)相似的結(jié)構(gòu)，定子鐵心也是用硅鋼片沖壓而成。鐵心槽內(nèi)放置有兩套繞組，一套是主繞組，也稱(chēng)工作繞組，另一套是副繞組。俗稱(chēng)起動(dòng)繞組(內(nèi)總槽的1／3)。兩種繞組一般采用同心式繞組，其軸線在空間相隔90度電角度。功率較小的定子鐵心制成凸極形狀，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。

   2．轉(zhuǎn)子

    單相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子與于三相異步電動(dòng)機(jī)籠型轉(zhuǎn)子相同，鐵心用硅鋼片疊壓而成，鐵心槽內(nèi)裝有籠型繞組、一般為鑄鋁轉(zhuǎn)子。

    二、電阻起動(dòng)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

在結(jié)構(gòu)上電阻起動(dòng)電動(dòng)機(jī)(又稱(chēng)分相電動(dòng)機(jī))的定子、轉(zhuǎn)子、端蓋均與一般單相異步電動(dòng)機(jī)相同。定子槽內(nèi)嵌置兩套繞組，繞組的布置見(jiàn)下圖，所不同的是有起動(dòng)裝置。

主繞組和副繞組的布置

    因?yàn)殡娮杵饎?dòng)電動(dòng)機(jī)的副繞組，只允許在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程中接人電路，所以當(dāng)電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)的70％一80％后，起動(dòng)開(kāi)關(guān)可將副繞組從電路中斷開(kāi)，起到保護(hù)該繞組的作用。目前起動(dòng)裝置有如下4種。

    (一)離心式開(kāi)關(guān)

    離心式開(kāi)關(guān)包括靜止部分與旋轉(zhuǎn)部分。旋轉(zhuǎn)部分則裝在轉(zhuǎn)軸上。靜止部分是中兩個(gè)半圓形銅環(huán)組成，這兩個(gè)半圓形銅環(huán)中間用絕緣材料隔開(kāi)、它裝在電動(dòng)機(jī)的前端蓋內(nèi)

其結(jié)構(gòu)見(jiàn)下圖。

a)旋轉(zhuǎn)部分                    b）靜止部分

1---指型銅觸片          2----銅環(huán)          3----絕緣

    (二)起動(dòng)繼電器

    起動(dòng)繼電器是利用起動(dòng)電流大小，位繼電器動(dòng)作、從而接通或切斷起動(dòng)繞組的。起動(dòng)繼電器一般裝在電動(dòng)機(jī)機(jī)殼上的接線盒里．起動(dòng)繼電器的電流及引線圈接在一次側(cè)主繞組線路中，常開(kāi)觸頭接在副繞組線路中。

    (三)按鈕開(kāi)關(guān)

    有些電阻起動(dòng)電動(dòng)機(jī)用技鈕開(kāi)關(guān)起動(dòng)．在電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)繞組串聯(lián)一個(gè)起動(dòng)按鈕．在電動(dòng)機(jī)接通電源的同時(shí)按壓按鈕，接通起動(dòng)繞組。當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，可松開(kāi)起動(dòng)按鈕，切斷起動(dòng)繞組電源。

    (四)PTC起動(dòng)元件

    該元件是一種正溫度系數(shù)的熱敏電阻，“通”至“斷”的過(guò)程即為低阻向高阻態(tài)轉(zhuǎn)變過(guò)程。一般冰箱用的PTC元件．體積只有貳分硬幣大小。其特點(diǎn)是：無(wú)觸點(diǎn)、無(wú)電弧，工作過(guò)程比較安全、可靠、安裝方便，價(jià)格便宜。缺點(diǎn)是不能連續(xù)起動(dòng)，兩次起動(dòng)間隔3—5min。低阻時(shí)約幾歐至幾十歐，高阻時(shí)為幾十千歐。

    三、電容式電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

    電容式電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與電阻電動(dòng)機(jī)大致相同，而區(qū)別僅在于電容式電動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，副繞組中始終串有電容器。這種電動(dòng)機(jī)共分為3種：電容起動(dòng)、電容運(yùn)轉(zhuǎn)和電容起動(dòng)與運(yùn)轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)。

 (一)電容起動(dòng)電動(dòng)機(jī)

單相電容起動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)的原理圖見(jiàn)下圖。副繞組F1F2、電容C與開(kāi)關(guān)S串聯(lián)

后，與主繞組D1D2接到同電源上。

單相電容起動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)的副繞組和電容器只允許短時(shí)間工作。當(dāng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，待轉(zhuǎn)速達(dá)到75％—80％額定轉(zhuǎn)速時(shí)、由起動(dòng)開(kāi)關(guān)S將副繞組切離電源，主繞組單獨(dú)運(yùn)行。

    (二)電容運(yùn)轉(zhuǎn)式電動(dòng)機(jī)

    電容起動(dòng)單相異步電動(dòng)機(jī)的副繞組串接一個(gè)工作電容器C后，與主繞組并接于電源，且副繞組與主繞組同時(shí)參與運(yùn)行。因此，這種電動(dòng)機(jī)有較高的功率因數(shù)

和效率，體積小，重量輕，一般適用于洗衣機(jī)、風(fēng)扇及通風(fēng)機(jī)等各種空載和輕載起動(dòng)。

    (三)電容起動(dòng)與運(yùn)轉(zhuǎn)式電動(dòng)機(jī)

    電容起動(dòng)與運(yùn)轉(zhuǎn)單相異步電動(dòng)機(jī)是上述電容起動(dòng)與電容運(yùn)轉(zhuǎn)式電動(dòng)機(jī)的組合。這種電動(dòng)機(jī)用了兩個(gè)電容器Cl和C2。電容器Cl固定串入副繞組內(nèi)，它的電容量較小，而電容較大的電容器C2則通過(guò)離心開(kāi)關(guān)S與電容器C1串聯(lián)。當(dāng)接通外施電源時(shí)，兩個(gè)電容都處于工作狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)便開(kāi)始起動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速75％左右時(shí)，離心開(kāi)關(guān)S將電容器C2切除，而電容器Cl則繼續(xù)留在電路中運(yùn)行。

    這種電動(dòng)機(jī)具有較高的起動(dòng)性能、過(guò)載能力、功率因數(shù)和效率，適用于電影放映機(jī)、家用電器和小型機(jī)床。

    四、罩極電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

    罩極電動(dòng)機(jī)是單相異步電動(dòng)機(jī)中結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的一種，而且堅(jiān)固可靠、成本低廉、運(yùn)行時(shí)噪聲微弱以及對(duì)于無(wú)線電沒(méi)有干撓等優(yōu)點(diǎn)。它一般用于空載或空載起動(dòng)的小功率場(chǎng)合，如電扇、儀器用電機(jī)、電動(dòng)模型及鼓風(fēng)機(jī)等。

    罩極式動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子一般為籠型轉(zhuǎn)子，有的制成外轉(zhuǎn)子，即將籠型轉(zhuǎn)子置于定子的外圓。各種吊風(fēng)扇電機(jī)就是采用這種結(jié)構(gòu)。定子鐵心有兩種結(jié)構(gòu)，凸極式或隱極式．其結(jié)構(gòu)如下：

    (一)凸極式罩極電動(dòng)機(jī)

凸極式罩極電動(dòng)機(jī)定子鐵心不同于普通單相異步電動(dòng)機(jī)。其外形是一種方形或圓形的磁場(chǎng)框架，磁極突出，凸極中間開(kāi)一個(gè)小槽、用短路銅環(huán)罩住約1／3磁極面積。短路環(huán)起輔助繞組，而凸極磁極上集中繞組則起主繞組作用。罩極式電動(dòng)機(jī)的定子形式有多種多樣，見(jiàn)下圖所示。其中圖d是最常見(jiàn)的一種，只有一個(gè)繞組(主繞組)繞在絕緣框上，框孔的鐵心片插人后，再嵌插定子鐵心，用螺栓將鐵心緊固。罩極繞組是用粗銅線制成。

                          罩極電動(dòng)機(jī)定子的各種結(jié)構(gòu)形式

1一磁被；2一破壞；3一罩極固；4一機(jī)座；5一絕緣框；6一鐵心片；7一定于鐵心

    此外．在飛速發(fā)展的家用電器中，又設(shè)計(jì)出一種長(zhǎng)方形定子鐵心罩極電機(jī)，適用于位置很小的場(chǎng)合．這樣容易改變磁極對(duì)數(shù)．改變繞組接法達(dá)到變速的目的。

    (二)隱極式罩極電動(dòng)機(jī)

    隱極式罩極電動(dòng)機(jī)定子沖片與一般單相異步電動(dòng)機(jī)相同。定子繞組采用分布繞組，主繞組分布于定子槽內(nèi)，嵌放在槽子的底層。罩極繞組不用短路銅環(huán)．而是用¢5mm絕緣導(dǎo)線繞成分布繞組(2—8匝)，嵌放在槽的上層。主繞組與罩極繞組在空間相距一定的角度(約45°電角度)。

    (三)罩極電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向的改變方法

    1．普通罩極電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向的改變

罩極電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向，是從主繞組軸線轉(zhuǎn)向罩極繞組軸線的，如果要改變普通罩極電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向．就只要將電動(dòng)機(jī)拆開(kāi)，把定子或轉(zhuǎn)子反向安裝．如圖下a所示，是沿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)。而圖b只是將定子鐵心反向安裝，則電動(dòng)機(jī)沿逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。

 2．可逆轉(zhuǎn)罩極電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向的改變

    在隱極式罩極電動(dòng)機(jī)中，可以正反方向運(yùn)轉(zhuǎn)，這種可逆電動(dòng)機(jī)的定子槽中必須具有一套主繞組與兩套罩極繞組，其極數(shù)相同。當(dāng)電動(dòng)機(jī)朝一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，只有一套罩極繞組起作用。

  下圖表示的是4極12槽可逆轉(zhuǎn)罩極電動(dòng)機(jī)的繞組實(shí)際接線圖。一套主繞組與兩套罩極繞組分別各自串聯(lián)、每組的極性與它左右相鄰的極性相反。電動(dòng)機(jī)向某一方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，一組罩極繞組的電路閉合，同時(shí)另一罩極繞組斷電，改變轉(zhuǎn)向只要通過(guò)開(kāi)關(guān)與A或B接通即可。

4極12槽可逆轉(zhuǎn)罩極電動(dòng)機(jī)繞組的實(shí)際接線圖

還有一種可逆轉(zhuǎn)罩極電動(dòng)機(jī)，它是用兩組主繞組和一組罩極繞組，如下圖所示

繞組可以是線繞的、也可以是銅圈。沿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)時(shí)，則給相應(yīng)的主繞組U1通電，繞組U2斷電；沿逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)時(shí)，則讓主繞組U2通電，繞組U1斷電。

雙主極繞組可逆轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)的配置

   U1一沿順時(shí)針?lè)较蛐鷷r(shí)主繞組

   U2一沿反時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)時(shí)主繞組

五、配置槽絕緣

  一般單相電動(dòng)機(jī)的槽絕緣有層間絕緣的聚酯薄膜青殼紙。

 槽絕緣的長(zhǎng)度取定于槽的全長(zhǎng)加6—12mm．再兩頭打反折，以防止槽絕緣沿槽內(nèi)滑動(dòng)，層間絕緣的長(zhǎng)度，一股掌握在兩端各伸出鐵心8一12m；覆蓋紙的長(zhǎng)度按照槽絕緣的長(zhǎng)度而定。

    端部絕緣，即線圈之間的絕緣，其尺寸大小應(yīng)按端部實(shí)際形狀裁剪，相鄰線圈組應(yīng)嚴(yán)格地分開(kāi)。以保證線閣組之間絕緣良好。

    六、繞線及繞線模尺寸的確定

    電動(dòng)機(jī)繞組的重繞方法有3種：手繞、模繞和束繞。由于手繞和束繞操作不方便，工作效率低，除局部更換繞組采用手繞法外，全部更換繞組時(shí)，一般采用模統(tǒng)方法。模繞時(shí)，必須先用木制或金屬制成的繞模繞好線圈，然后將繞好的線圈嵌入槽內(nèi)。線模的形狀和尺寸的測(cè)定與三相電動(dòng)機(jī)相似。最小線圈的直線部分兩端伸出鐵心的長(zhǎng)度大于6mm．最大線圈的端部不應(yīng)與端蓋相碰擦。由于線圈尺寸較小，每個(gè)線圈的線?？勺龀烧麎K的，并把模心做成一定的斜度，以便取下線圈。線模模心的厚度一般以鐵心槽深的3／4來(lái)確定。

同心式繞組的繞線模，如圖所示。繞線之前用螺母將一個(gè)極下面的數(shù)個(gè)同心模夾緊，繞線時(shí)從最小線圈開(kāi)始，然后再繞較大的線圈。待全部繞好后，將每個(gè)線圈扎好，松開(kāi)螺母．取下線圈。

同心式繞線模

    七、嵌線

    嵌線前．應(yīng)準(zhǔn)備好嵌線用的絕緣材料(如層間絕緣、槽絕緣、槽楔和綁扎帶等)和嵌線工具(如劃針、樂(lè)腳、手術(shù)用彎頭長(zhǎng)柄剪刀、棕膠錘子、頂銷(xiāo)棒、墊打板等)。

    嵌線時(shí)，注意不能損傷導(dǎo)線的絕緣。槽絕緣要在末嵌線之前全部故人槽內(nèi)，位置要符合要求，線圈的有效邊嵌入槽內(nèi)后要排列整齊，線圈伸出鐵心兩端的長(zhǎng)度應(yīng)適宜

    八、繞組接線

    1．單相電動(dòng)機(jī)繞組接線

    單相電動(dòng)機(jī)的繞組接線具有以下兩個(gè)基本特點(diǎn)：

    (1)主、輔助繞組的接線方式基本一致。如果工作繞組(主繞組)是串聯(lián)接法

動(dòng)繞組(輔助繞組)也用串聯(lián)接法。

    (2)不管電動(dòng)機(jī)的極數(shù)有多少，同一繞組相鄰兩磁極的極性必須是相反的。所以?xún)上噜従€圈組的接法是，在串聯(lián)接線時(shí)應(yīng)當(dāng)是“反串聯(lián)”，即“頭—頭”連接或“尾—尾”連接。

    2工作繞組的串聯(lián)接法

如圖所示為4極分相電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)繞組的基本接法。

為了作圖簡(jiǎn)單，分相電動(dòng)機(jī)繞組的接線圖可以簡(jiǎn)化，如上圖可用簡(jiǎn)化下圖來(lái)表示。圖中的長(zhǎng)方塊表水產(chǎn)生一個(gè)磁極的線圈組，S、N、S、N表示各線圈組產(chǎn)生的磁極極性。箭頭則表示流經(jīng)各線圈組的電流方向。

    3．起動(dòng)繞組的串聯(lián)接法

起動(dòng)繞組的接法與工作繞組的接法基本相同，不同之處是多一個(gè)起動(dòng)開(kāi)關(guān)。根據(jù)開(kāi)關(guān)的串接位置不同，有兩種接法，一是串接在起動(dòng)繞組的中間．即串在第二和第三繞組中間，二是串接在起動(dòng)繞組的首端或末端，如下圖所示。

    4．并聯(lián)接法

普通分相電動(dòng)機(jī)一般都是采用串聯(lián)接法、但也有少數(shù)電動(dòng)機(jī)采用并聯(lián)接法(或稱(chēng)雙聯(lián)法)。其接法也有兩種，一是“頭—頭”或“尾—尾”相接，二是“頭—尾”相接，如下圖所示。

    九、試驗(yàn)

    為了判斷繞組接線是否接錯(cuò)，可按右手螺旋法則、指南針?lè)ㄒ约拌F打法等進(jìn)行檢查和驗(yàn)證，并用兆歐表檢查絕緣確認(rèn)無(wú)誤后，再進(jìn)行綁扎、裝機(jī)、點(diǎn)動(dòng)試轉(zhuǎn)．看其是否正常。

    十、導(dǎo)線接頭焊接與包扎方法

一般焊接時(shí)，先將兩根待焊的導(dǎo)線留以適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度，并將導(dǎo)線線頭絕緣漆刮去，長(zhǎng)度約15—30mm，然后將兩根導(dǎo)線緊緊地絞在一起用錫焊牢。錫焊部分長(zhǎng)度不少于l0mm。焊口用20一30mm的蠟套管或聚氯乙烯套管套好。具體操作分為了步，如下圖所示。

電動(dòng)機(jī)引出線的焊接方法與此相同。線焊好后，進(jìn)行整形，同時(shí)用白布帶或玻璃絲繩將一次側(cè)、二次側(cè)繞組及引出線牢牢地綁在一起。

九、浸錫與烘焙

先將定子放在烘箱內(nèi)預(yù)烘4—6h，保持溫度105—115℃．然后將溫度降至80°C，后浸1032漆10—15min，立起滴漆0.5h以上，再經(jīng)6—8h烘焙即可。

十一、單相異步電動(dòng)機(jī)繞組嵌線工藝

    1．單相單層同心式電動(dòng)機(jī)繞組嵌線方法

    單層同心式繞組嵌線時(shí)，應(yīng)先嵌主繞組相。方法是一個(gè)線圈組一個(gè)線圈組的嵌，在嵌每個(gè)線圈組時(shí)，先嵌小線圈，后嵌大線圈。將一次繞組嵌好線后，再用同樣的方法將副繞組一一嵌進(jìn)槽內(nèi)。

    2．單相雙層短距繞組的嵌線方法

單相雙層短距繞組的嵌線方法，同三相雙層短距繞組完全一樣現(xiàn)以2p=4,Q1=24槽為例，說(shuō)明嵌線方法。

如下圖所示，圖中1、2、3、…、7、8為線圈組號(hào)，其主、輔助繞組的線圈節(jié)距y＝4．即1跨5，線圈數(shù)q1＝4,q2＝2。具體嵌線工藝如下；

    (1)嵌線前，注意使線圈的引出線置于靠近機(jī)殼上有出線孔的一端、以免線引出困難。一般嵌線時(shí)，習(xí)慣左端進(jìn)線圈的應(yīng)將機(jī)殼帶出線孔的一端朝左，且放置穩(wěn)當(dāng)。

    (2)開(kāi)始聯(lián)線時(shí)，首先要確定暫時(shí)不嵌的起把線圈的上層邊。

    先將線圈組①的4個(gè)線圈下層邊依次依人5、6、7、8槽內(nèi)。而線圈組①的上層邊，由于要壓著線圈組⑧全部及線圈組⑦部分的下層邊，所以暫時(shí)不能嵌入相應(yīng)的l、2、3、4槽內(nèi)。

    (3)嵌完4個(gè)起把線圈的下層邊以后，在它的上面放好層間絕緣并壓緊，再依次嵌線圈組2、③、④、5、⑥、⑦、⑧的各個(gè)線圈的下層邊和上層邊。每個(gè)下層邊嵌進(jìn)槽以后，都要在它的上面放好層間絕緣。

    (4)直到全部線圈的下層邊嵌進(jìn)槽以后，方可把起把線圈的4個(gè)上層邊依次嵌入槽子的上層。線圈組①的第4只線圈的上層邊是最后一個(gè)嵌進(jìn)4號(hào)槽內(nèi)的。

    (5)同相的各線圈組之間的連接，按反串聯(lián)規(guī)律，即上層邊引出線接上層邊引出線，因?yàn)樗鼈兾挥谏厦?，又叫面接線。下層邊的引出線接下層邊的引出線．因?yàn)樗鼈兾挥诓鄣祝纸械捉泳€。