单相电机启动优化_开题报告

（一）选题的目的和意义

单相异步电机是利用单相交流电源供电，其转速随负载变化略有变化的一种小容量交流电机。具有结构简单、价格低廉、维修方便的特点，在工、农生产、办公场所、家用电器等方面得到广泛的应用。如：吊扇、洗衣机、电冰箱、电钻、空调等。单相异步电机如果直接接正弦交流电，将产生脉振磁动势。一个脉振磁动势可分解为两个转向相反的旋转磁动势，因此，单相异步电机不能自行启动。

单相异步电动机定子上一般有两个绕组：启动绕组、工作绕组，两绕组在空间上相距90度电角度。在启动绕组中串入电容C后再与工作绕组并联在单相电源上。适当选择电容C的大小，可使流过工作绕组中的电流IU与流过启动绕组中的电流IZ在时间上相差90度。这样两绕组磁动势可以在气隙中形成一个接近于圆形的旋转磁动势和磁场，并产生一定的启动转矩。

通常启动绕组是按短时工作来设计的。当电动机转速达到同步转速的70%~80%时，开关自动将启动绕组切断。

近年来，随着国民的生活水平提高，电器的普及，单相电机几乎和人们的生活、工作息息相关，而其中所表现出来的问题也是层出不穷。单相电机的启动一直都是问题的集中地，启动困难、启动扭矩不够、线路压降降低导致电压不足，启动不了导致电机烧毁等一系列案例，使得单相电机还有待完善的地方很多。

（二）国内的研究现状

异步电动机是工农业中用得最多的一种电动机，其容量从几十瓦到几千千瓦，在国民经济的各行各业应用极为广泛。

例如，在工业方面：中小型的轧钢设备、各种金属切割机床、轻工机械、矿山上的卷扬机和通风机等，都用异步电机来拖动。

在农业方面：水泵、脱粒机、粉碎机和其他农副产品加工机械，也都用异步电动机拖动。

此外，在人民日常生活中，异步电动机也用得很多，例如，电扇、冷冻机、多种医疗机械等等。总之，异步电动机应用范围广、需要量大，随着电气化自动化的发展，它在工农业生产和人民生活中占着很重要的地位。

异步电动机也可以作为发电机使用，但一般只在特殊情况下才应用。

异步电动机之所以用得这么普遍，主要是由于它的结构简单、制造容易、价格低廉、坚固耐用，并且还有较高的效率和适用的工作特性。

但是，异步电机也有其缺点，异步电机必须从电网吸收落后的无功功率，因此它的功率因数总是小于1。由于在电网的负载中，异步电机最多，它们所需要落后的无功功率对电网来说，是一个沉重的负担，既增加了输电过程的损耗，也妨碍了有功功率的输出。

单相异步电机一般故障：

电源正常，电动机不能启动：引线货绕组断路，离心开关接触不良，电容器击穿，轴承卡主，过载；

电动机接通电源后熔丝熔断：定子绕组内部接线错误，定子绕组有匝间断或对地短路，熔丝选择不当，电源电压不正常；

转速低于额定值：电源电压过低，轴承损坏，工作绕组接线错误，过载，工作绕组接地或短路，转子断条，起动后离心开关触头断不开，辅助绕组未脱离电源；

电动机温度过高：定子绕组有匝间短路或对地短路，离心开关触点不断开，起动绕组与工作绕组接错，电源电压不正常或电容器变质或损坏，定子与转子相碰或轴承不良；

运行时噪声大：工作，辅助绕组接地或短路，工作绕组接线错误或离心开关损坏，电机内落入杂物或轴承损坏，轴向间隙太大；

电动机绝缘电阻降低：电动机受潮或灰尘较多，电动机过热后绝缘老化。

（三）选题研究的技术路线、研究方法和要解决的主要问题

研究技术路线：首先，了解本论题的研究状况，目前应用背景，形成文献综述和开题报告，其次，进一步收集阅读相关资料并研读文本，做好相关记录，形成论题提纲。第三，深入研究，写成初稿。最后，反复修改，完成定稿。

研究方法：运用文献分析法、文本细读法、比较法、试验法、理论与实际相结合，综合分析等进行研究。

要解决的关键问题：论题所提出的问题，是否在最终得出解决、优化的结论。

二、^范文提纲：

引言：单相交流电机的种类，目前的应用状况及未来的应用前景

1 .单相电动机的运行原理

1.1单相电动机的绕组

1.2单相异步电动机的磁动势

1.3单相异步电机的感应电势

1.4单相异步电机的运行分析

2单相电机的设计与研究

2.1单相电机的绕组设计和电磁计算

2.1.1定子绕组设计

2.1.2磁路计算

2.1.3启动计算

3单相电机的运行性能

3.1电流计算

3.2损耗，转矩及效率

3.2.1铁耗计算

3.2.2效率、功率因素

3.3最大转矩计算

3.4空载性能计算

3.5计算实例

3.5.1主、副绕组的设计

3.5.2启动电容计算

三、参考文献

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