单相罩极式异步电动机的结构及矢量图

  单相罩极式异步电动机的结构分为凸极式和隐极式两种，原理完全一样，只是凸极式结构更为简单一些。凸极式单相罩极异步电动机的主要结构如图1a）所示。其转子仍然是普通的笼型转子，但其定子都有凸起的磁极。在每个磁极上有集中绕组，即为主绕组。极面的一边约1／3处开有小槽，经小槽放置一个闭合的铜环K，叫短路环，把磁极的小部分罩起来，故称之为罩极式异步电动机。
罩极式异步电动机当定子绕组通电时，产生气隙椭圆旋转磁通势，情况如下。

           图1 单相罩极式异步电动机的结构及矢量图
定子磁极绕组通电后,就要产生交变的磁通φA。磁极包括了两部分：未罩部分与被罩部分。因为φA＝φA’十φA”，φA’为通过末罩部分的磁通，φA”为通过被罩部分的磁通。因此，φA’与φA”空间上有—个角度差(所差之空间角为半个极面占据的空间电角度)，在时间上却同相位。
    如果短路环K不是短路的,那么被罩部分中的磁通就只是φA”了，但是K是短路的，情况则不一样了。由于短路环中φA”交变，短路环就会有电流产生，这个电流又要产生磁通势、磁通。最后，短路环与主绕组中两部分磁通势的合成磁通势，在磁极被罩部分产生的磁通为φB。
罩极式异步电动机中的主磁通包括两部分：①通过磁极未罩部分磁通φA’，②通过磁极被罩部分磁通。为了说明这两部分磁通的相应关系，我们画一个相位图，如图1b)所示。相位图中，EK电动势从是由磁通φB感应而在短路环中产生的电动势，EK比φB落后90°相位。短路环像任何一个闭合绕组一样，都有漏电感，因此由EK产生的电流IK要比EK落后一个相位角。由于IK的作用，在极权被罩部分中产生的磁通为φK，忽略铁损耗时，φK与IK同相位。φK与φA”合成即为φB。从相量图上看出，φA’与φB在时间上相差了一个相位差角，φA’领先一个电角度。
    综上所述，磁极式异步电动饥中的磁通φA’与φB，在空间上相差—个电角度，在时间上也相差一个电角度。从前面对交流电机磁通势的分析中已经知道，对两相绕组来说，如果两组绕组轴线在空间上有电角度差，通以不同相位的交流电流时，产生的气隙合成磁通势是椭圆旋转磁通势。单相磁极式异步电动机的磁通分析结果与此是完全一致的，因此罩极式电动机中，也是一个椭圆旋转磁场，旋转的方向是从领先相绕组的轴线(φA’的轴线)向着落后相绕组的轴线(φB轴线)，这也是转子旋转的方向。
    由于φA’与φB轴线相差的空间电角度等于半个磁极极面所占的空间电角度，比较小，而且φB本身也较小，因此起动转矩很小，一般只能用于起动转矩小于0.5TK的轻载起动。但是由于其结构简单．制造方便，罩极式的单相异步电动机常用用于小型风扇、电唱机等起动转矩要求不大的机器小。
罩极式电动机中φA’永远领先φB，因此电动机的转向总是从磁极的未罩部分向着被罩部分的方向不变，即使改变电源两个端点，也不能改变它的转向。