第3節 單相異步電動機的結構
一、定子部分
單相異步電動機的定子主要包括機座、鐵心、繞組三大部分，現簡要分述如下：
1.機座
采用鑄鐵、鑄鋁或鋼板製成，其結構型式則取決於電動機的使用環境及冷卻方式。單相異步電動機的機座型式一般分為開啟式、防護式、封閉式等幾種。開啟式結構的定子鐵心和繞組外露，由周圍空氣自然冷卻，多用於一些與整機裝成一體的使用場合，例如洗衣機電動機。防護式結構則是在電機的通風路徑上開些必要的通風孔道，而電機的鐵心和繞組則被機座遮蓋著。封閉式結構則是整個電機均采取密閉方式，電機內部與外部完全隔絕，防止外界，的侵蝕與汙染。電機內部的熱量則由機座散犮，當散熱能力不足時，在外部再加風扇冷卻。
此外，有些專用電動機可以不用機座，而是直接將電動機與整機設計在一起。例如電風扇和電鑽、電錘等手提式電動工具。
2.鐵心部分
定子鐵心多用鐵損小、導磁性能好，厚度為0.35的矽鋼片衝槽疊壓而成。定、轉子衝片上都均勻衝槽。由於單相異步電動機定、轉子之間的氣隙比較小，一般在0.2~0.4以內。為減小定、轉子開槽所引起的電磁噪聲和齒諧波附加轉矩的影響，定子多采用半閉口槽形狀。轉子則為閉口或半閉口槽，並且還采用轉子斜槽來降低齒諧波的影響。集中繞組罩極式單相異步電動機的定子鐵心則為凸極磁極形狀，也用矽鋼片衝製疊壓而成。
3.繞組
單相異步電動機的定子繞組，一般都采取兩相繞組的形式，即主繞組和輔助繞組。主、輔繞組的軸線在空間相差90度電角度，兩相繞組的槽數、槽形和線圈匝數可以相同，也可以不相同。一般主繞組占定子總槽數的2/3，輔助繞組占定子總槽數的1/3，但應根據各種電動機的技術要求而定。
單相異步電動機中常用的定子繞組型式主要有單層同心式繞組、單層鏈式繞組、雙層疊繞組和正弦繞組。罩極式電動機的定子則多為集中式磁極繞組，在磁極極麵的一部分上嵌放有短路銅環式的罩極線圈。
定子繞組的導線均采用高強聚酯漆包線，線圈在線模上繞好後，嵌放在備有槽絕緣的定子槽內。經浸漆、烘幹等絕緣處理，以提高繞組的機械強度和耐熱性能。
二、轉子部分
單相異步電動機的轉子主要有轉軸、鐵心、繞組三部分，現分述如下：
1.轉軸
轉軸用含碳軸鋼車製而成，兩端安置用於轉動的柚承。單相異步電動機常用的軸承有滾動軸承和滑動軸承兩類，小容量的電動機均采用含油滑動軸承。這種軸承結構簡單、噪聲也很小，因而得到普遍使用。軸承由軸承室、軸承蓋支撐後裝在端蓋上。
2.鐵心
轉子鐵心是先用與定子鐵心相同的矽鋼片進行衝製，然後將衝有齒槽的轉子衝片疊裝後壓入轉軸而成。
3.繞組
單相異步電動機的轉子繞組一般有兩種型式，即籠型和電樞型。籠型轉子繞組是用鋁或鋁合金一次鑄造而成，它廣泛應用於各種單相異步電動機的轉子中。電樞型轉子繞組則采用與直流電機相同的分布式繞組，這種轉子繞組主要用於單相串勵電動機。
三、起動裝置
除電容運轉式電動機和罩極式電動機外，一般單相異步電動機在起動結束後輔助繞組都必須脫離電源，以免燒壞不能長時間運行的輔助繞組。因此，為保證單相異步電動機的正常起動和安全運行，就需配有相應的起動裝置。
起動裝置的類型有很多，主要可分為離心開關和起動繼電器兩大類，離心開關主要包括旋轉和固定兩部分，旋轉部分裝在轉子轉軸上，隨轉子一起旋轉。固定部分則裝在前端蓋內。它利用一個隨轉軸一起轉動的部件^離心塊，來進行工作。電動機起動後，當轉子轉速達到額定轉速的70~80時，離心塊的離心力將大於彈簧對動觸點的壓力，使動觸點與靜觸點脫開，從而切斷輔助繞組與電源的聯接，僅讓電動機的主繞組單獨接在電源上運行。
因離心塊的結構較為複雜，容易發生故障，嚴重時甚至燒毀輔助繞組，並且開關又整個地安裝在電動機內部，出了問題檢修也極不方便，故現在的單相電動機已較少采用離心開關來作為起動裝置，轉而采用多種的起動繼電器。起動繼電器一般裝在電動機機殼上麵，檢查、維修都極其方便。常用的繼電器有電壓型、電流型、差動型三種，下麵分別介紹其工作原理。
1.電流型起動繼電器
起動繼電器的電流線圈與電動機主繞組串聯。
2.電壓型起動繼電器
繼電器的電壓線圈跨接在電動機輔助繞組上，常閉觸點串聯接在輔助繞組的電路中。接通電源後，主、輔繞組中均有電流通過。這時電動機開始起動。由動機輔助繞組串聯。電動機未接通電源時，常開觸點在彈簧壓力的作用下處於斷開狀態。而當電動機接通電源進入起動階段時，此時比額定電流大幾倍的起動電流流經繼電器線圈，使繼電器的鐵心產生極大的電磁力。它足以克服彈簧壓力使常開觸點閉合，從而將輔助繞組與電源接通，電動機起動。隨著轉速不斷上升，電流則隨著逐漸減小。而當轉速達到額定轉速的70~80時，主繞組內的電流減小。這時起動繼電器電流線圈產生的電磁力將小於彈簧壓力，常開觸點又被斷開，輔助繞組的電源被切斷。至此，起動過程結於跨接在輔助繞組上的電壓線圈，其阻抗比輔、助繞組大，故電動機在低速時，流過電壓線圈中的電流很小。但隨著轉速不斷升高，輔助繞組中的反電動勢逐漸增大，使得電壓線圈中的電流也逐漸增大；當達到一定數值時，電壓線圈產生的電磁力克服彈簧的拉力使常閉觸點斷開，從而切斷了輔助繞組與電源的聯接。由於起動用輔助繞組內的感，應電動勢，使電壓線圈中仍有電流流過，故仍能保持觸點在斷開位置，從而保證電動機在正常運行時輔助繞組不會接入電源。