单相交流异步电机
单相异步电动机工作原理
单相异步电动机工作原理单相异步电动机是一种常见的电动机类型，它通常用于家用电器、小型机械设备等领域。
它的工作原理是基于单相交流电源产生的旋转磁场，从而驱动电机转动。
在本文中，我们将详细介绍单相异步电动机的工作原理及其相关知识。
首先，让我们来了解一下单相异步电动机的结构。
单相异步电动机通常由定子和转子两部分组成。
定子由绕组和铁芯构成，绕组中通有交流电流，产生旋转磁场。
转子则由导体和铁芯构成，当旋转磁场作用于转子上的导体时，会产生感应电流，从而产生转矩，驱动电机转动。
其次，我们来详细了解单相异步电动机的工作原理。
当单相交流电源加到定子绕组上时，根据电磁感应定律，会在定子绕组中产生一个旋转磁场。
由于单相电源的特性，所以产生的旋转磁场是一个偶极磁场，它的旋转方向是不断变化的。
这个旋转磁场会作用于转子上的导体，从而在转子上产生感应电流，产生旋转磁场，最终驱动电机转动。
接下来，我们来探讨单相异步电动机的启动原理。
由于单相异步电动机需要旋转磁场才能产生转矩，所以在启动时需要采取一定的措施。
常见的启动方式包括启动电容器启动、分裂相启动等。
其中，启动电容器启动是通过外接启动电容器改变定子绕组的电压相位，从而产生一个旋转磁场，启动电机。
而分裂相启动则是通过分裂相绕组产生一个人工的起动相位，从而启动电机。
最后，我们来总结一下单相异步电动机的工作原理。
单相异步电动机是通过单相交流电源产生的旋转磁场来驱动电机转动的。
在工作过程中，需要注意启动方式的选择以及定子绕组和转子之间的磁场互作。
通过对单相异步电动机工作原理的深入了解，我们可以更好地应用和维护这一类型的电动机。
总的来说，单相异步电动机是一种常见的电动机类型，它的工作原理基于单相交流电源产生的旋转磁场。
通过本文的介绍，相信读者对单相异步电动机的工作原理有了更深入的了解，能够更好地应用和维护这一类型的电动机。
希望本文能够对您有所帮助。
单相异步电机工作原理
单相异步电动机是一种常用的家用电器驱动设备，比如风扇、洗衣机等。
它通过交流电源驱动，主要由定子和转子两部分组成。
以下是单相异步电机的工作原理：
1. 定子：定子是安装在电机内部的固定部分，通常包括若干个绕组。
当通过定子绕组通以交流电时，会在定子内产生一个旋转磁场。
2. 转子：转子是安装在电机内部并能够自由旋转的部分。
在单相异步电机中，转子通常是一个铝制的圆柱体，安装在电机轴上。
转子并没有外接电源，它受到定子磁场的作用而转动。
3. 工作原理：当将单相异步电机连接到交流电源时，定子绕组中会形成一个旋转的磁场。
这个磁场的旋转频率是由交流电源的频率决定的。
这个旋转磁场会感应出转子中的感应电流，从而在转子上也产生一个磁场。
根据楞次定律，转子会受到这个磁场的作用而开始转动。
4. 启动辅助：由于单相异步电机的转子不具有自启动能力，所以通常需要一些启动辅助装置，比如启动电容器或者启动线圈。
这些装置可以帮助电机启动并获得足够的起动转矩。
总的来说，单相异步电机的工作原理是利用定子绕组产生的旋转磁场感应出转子中的感应电流，从而使得转子受到磁场的作用而转动。
特
别值得注意的是，单相异步电机在启动时需要额外的辅助装置，以确保能够顺利地启动和运行。
单相异步电动机原理及正反转
单相异步电动机原理及正反转单相异步电动机是指用单相交流电源供电的异步电动机。
单相异步电动机具有结构简单、成本低廉、噪声小、使用方便、运行可靠等优点，因此广泛用于工业、农业、医疗和家用电器等方面，最常见于电风扇、洗衣机、电冰箱、空调等家用电器中。
但是单相异步电动机与同容量的三相异步电动机相比，体积较大，运行性能较差。
因此，单相异步电动机一般只制成小容量的电动机，功率从几瓦到几千瓦。
单相异步电动机在家用电器中的应用特别广泛，与人们的生活密切相关。
单行异步电动机的结构如下图：一、 单相异步电动机的工作原理和机械特性当单相正弦交流电通入定子单相绕组时，就会在绕组轴线方向上产生一个大小和方向交变的磁场，如图1所示。
这种磁场的空间位置不变，其幅值在时间上随交变电流按正弦规律变化，具有脉动特性，因此称为脉动磁场，如图2(a)所示。
可见，单相异步电动机中的磁场是一个脉动磁场，不同于三相异步电动机中的旋转磁场。
图1 单相交变磁场图3 单相异步电动机的机械特性(a)交变脉动磁场 (b)脉动磁场的分解图2 脉动磁场分解成两个方向相反的旋转磁场为了便于分析，这个脉动磁场可以分解为大小相等，方向相反的两个旋转磁场，如图2(b)所示。
它们分别在转子中感应出大小相等，方向相反的电动势和电流。
两个旋转磁场作用于笼型转子的导体中将产生两个方向相反的电磁转矩T + 和 T - ，合成后得到单相异步电动机的机械特性，如图3所示。
图中，T + 为正向转矩，由旋转磁场B m1产生；T -为反向转矩，由反向旋转磁场B m2产生，而T 为单相异步电动机的合成转矩。
从图3可知，单相异步电动机一相绕组通电的机械特性有如下特点：1．当n=0时， T + =T - ，合成转矩T=0。
即单相异步电动机的启动转矩为零，不能自行启动。
2．当n ＞0时，T ＞0；n ＜0时，T ＜0 。
即转向取决于初速度的方向。
当外力给转子一个正向的初速度后，就会继续正向旋转；而外力给转子一个反向的初速度时，电机就会反转。
单相异步电动机
单相异步交流电动机旳构造
单 相1、异单步交相流绕电组动旳机脉旳振工磁作原场理
定子绕组：主绕组是一单相绕组m
m：加一正弦交流电→气隙→产生 脉振磁场F0
• 脉动单磁相场异：步交磁流场电大动机小旳及工方作向原理随电流 旳变化而变化，但磁场旳轴线却固 定不变。
• 结论 磁场只是脉动而不旋转，电 动机不起动。
• 1）在大型汽轮发电机中，为了提升其冷却效 率，往往用氢气冷却，是氢气与空气混合后， 有爆炸危险，必须有一套控制设备来确保外界 空气不会渗透到电机内部。
• 目前在更大容量旳发电机中，能够采用导线内 部直接冷却。例如采用空心导体（如图），冷 却介质直接在导体中流通而把热量带走，这么 能更有效地降低电机旳温升。所采用旳冷却介 质一般有氢气 及水等。
t
动画
t 0o
A
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A
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•A
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两相旋' 转磁场 '
工作原理 开启时开关K闭合，使两绕组电流相位差约 为90°，从而产生旋转磁场，电机转起来； 转动正常后来离心开关被甩开，开启绕组被 切断，而电机仍按原方向继续转动。
I1
~
U
A
W X
D
有明显凸出旳成对磁极和励磁线圈，如图所示。 转子铁心：由厚度为1～3mm旳钢片叠成；磁极两端有磁极压板，用来压 紧磁极冲片和固定磁极绕组。有些发电机磁极旳极靴上开有某些槽，槽 内放上铜条，并用端环将全部铜条连在一起构成阻尼绕组，其作用是用
来克制短路电流和减弱
电机振荡，在电动机中 作为起动绕组用。
励磁绕组：励磁线圈中 经过直流励磁电流后， 每个磁极就出现一定旳 极性，相邻磁极交替为
单相异步电动机课件
单相罩极式异步电动机
转向由未罩部分转向被罩部分。
应用：用于小容量电动机中。如应用于小型风扇、电动模型和电唱机中。
单相异步电动机的调速
方法：同三相异步电动机，改变定子电压 ： 串电抗器、晶闸管调压
调速方法： 串电抗器调速 简单，方便，但有级调速，T、P↓ 台风扇用
称电流。
p
合成磁场：一个旋转磁场：n1=
起动必要条件：1）定子具有空间不同相位的2个绕组
二．两相绕组中通入不同相位的交流电流
单相异步交流 电动机的工作 原理
单相异步交流电动机的主要类型
分相起动电动机包括 01 电容起动电动机、电 容运行电动机和电阻
起动电动机
一、分相起动 电动机
02 根据获得旋转磁场方 式的不同，主要分为 分相电动机和罩极电 动机
小型：550瓦～3700瓦。
单相异步交 流电动机的 结构
单相异步交流电动机的工作原理
定子绕组：主绕组是一单相 绕组m
m：加一正弦交流电→气隙→产生 脉振磁场F0
单相绕组的脉振磁场
单相异步交 流电动机的 工作原理
脉动磁场：磁场大小及方向随电流的变 化而变化，但磁场的轴线却固定不变。
结论 磁场只是脉动而不旋转，电动机 不起动。
什么是单相异步交流电动机
洗衣机电机 油烟机电机 电动车电机 家用空调电机 下一页 上一页
单相异步电动机的优缺点
优点：结构简单，成本低廉，噪音小。
缺点：与同容量三相感应电动机相比较， 体积较大，功率因数及过载能力都较低。
什么是单相异 步交流电动机
故单相感应电动机只能作成小容量：
微型：几瓦～750瓦；
单相异步电机工作原理
单相异步电机工作原理
单相异步电机是一种常用的交流电动机，其工作原理基于感应电动机的原理。
该电机的结构简单，由转子和定子组成。
定子是由两个互相垂直的绕组构成，一个是主绕组，通过外部交流电源供电；另一个是辅助绕组，通过电容器与主绕组串联连接。
转子由导磁性较好的材料制成，铝制转子是常用的材料。
当外部交流电源接通后，定子主绕组中产生的磁场会引起铝制转子中异步电动势的感应。
由于电动势的存在，转子中也会形成一个反向的磁场。
这两个磁场之间的相互作用会导致转子受到一个旋转力矩的作用。
由于对称性的缺失，单相异步电机无法实现自启动，因此需要通过其他方式实现转子的旋转。
常见的方式是通过附加的起动绕组或者通过外部的帮助装置（如起动电容器）来产生起动转矩。
一旦转子运动起来，它就能够以同步速度旋转。
在单相异步电机的工作过程中，仍然会有滑差存在。
滑差是指转子的转速与同步转速之间的差值。
滑差越大，电机的转矩也越大。
通常情况下，滑差会影响电机的效率和性能。
总结起来，单相异步电机的工作原理是利用定子主绕组产生的磁场与转子中的异步电动势相互作用，从而产生一个旋转力矩。
通过适当的起动装置和滑差的存在，单相异步电机能够实现稳定的运行。
单相异步电机的工作原理
单相异步电机的工作原理
当单相异步电机连接到交流电源时，电源提供电流通过定子绕组。
由
于交流电的特性，电流会随着时间的变化而改变方向。
当电流通过定子绕
组时，会在定子内产生一个旋转磁场。
这个旋转磁场的频率是电源频率的
一半，通常为50赫兹或60赫兹。
随后，旋转磁场会传递给转子。
转子上的导体感受到旋转磁场的作用力，开始旋转。
由于转子是闭合的回路，它会生成自己的磁场。
这个磁场
与旋转磁场相互作用，使转子产生转矩。
通过这种方式，交流电能被转换
为机械能，驱动转子旋转。
然而，由于单相异步电机只有一个主绕组，只产生一个旋转磁场，这
样的磁场无法直接驱动转子进行连续的旋转。
因此，设计中引入了起动助力，通常是一个辅助绕组，称为起动绕组。
当电机通电时，起动绕组会产生额外的磁场，与主绕组的磁场相互作用，使转子产生起动转矩。
一旦转子开始转动，它会借助旋转磁场的作用
力继续运动，不再依赖起动助力。
为了保持转子的旋转，单相异步电机的起动绕组需要被切断。
通常是
通过一个开关或一个离心离合器来实现。
当转速达到一定值时，起动绕组
会自动脱离，并使电机以自身的力量继续旋转。
总之，单相异步电机的工作原理是通过定子和转子之间的磁场相互作用，将电能转换为机械能。
通过起动助力的引入，使转子得到足够的转矩，从而实现连续的旋转。
这种电机结构简单，经济实用，被广泛应用于各个
领域。
《单相异步电动机》课件
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制动方式
电动机的制动方式主要有能耗制动、反接制动和再生制动等。
04
单相异步电动机的运行与维护
安全操作规程
确保电源连接正确
在连接电源之前，应确保电源电压与 电动机铭牌上的额定电压相符，并使 用合适的电源插头和插座。
穿戴防护用品
操作时应穿戴适当的防护用品，如绝 缘手套、护目镜等，以防止触电和机 械伤害。
功率因数
电动机的输入功率中有功功率占输入 功率的比重，反映了电动机的功率利 用率。
起动性能
起动转矩
电动机起动时产生的转矩，是衡量电动机起动性能的重要参 数。
起动电流
电动机起动时输入的电流，是衡量电动机起动性能的重要参 数。
调速与制动
调速方式
电动机的调速方式主要有变极调速、变频调速和变转差率调速等。
应用领域
01
02
03
家用电器
单相异步电动机常用于各 种家用电器，如电风扇、 洗衣机、空调等。
商业设备
在商业应用中，单相异步 电动机可用于各种设备， 如自动售货机、电动工具 等。
工业自动化
在工业自动化领域，单相 异步电动机可用于各种生 产设备和自动化生产线。
02
单相异步电动机的结构
定子
作用
定子是单相异步电动机 的固定部分，主要作用
校验启动转矩和最大转矩
在选型过程中，需要对电动机的启动转矩和最大转矩进行校验，以确 保其能够满足启动和Байду номын сангаас行过程中的负载需求。
考虑效率与节能要求
在容量选择时，应考虑电动机的效率和节能要求，优先选择高效、节 能的电动机。
验证工作制与负载持续率
根据实际工作制和负载持续率，对电动机的容量进行校验，以确保其 能够满足长期稳定运行的需求。
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JY、CO JX、DO E F
单相罩极式交流异步电动机
（2）设计代号：在系列代号的右下脚，用数字表示 设计代号，无设计代号的为第一次的设计产品。 （3）机座代号：用两位数字表示电动机转轴的中心高 度，标准中心高度尺寸有45mm、50mm、56mm、63mm、 71mm、80mm、90mm、100mm。 （4）特征代号：用两位数字分别表示电动机定子的铁 芯长度和极数。常见电动机的极数有2极、4极、6极等。 （5）特殊环境代号：表示该产品适应的环境，普通环 境下使用的电动机无此代号。 例如，CO28022表示单相电容启动交流异步电动机， 下标2表示是CO系列第二次的设计产品，80表示转轴的中 心高度为80mm，22表示是2号铁芯和2极电动机。
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图9 台式风扇电动机的结构
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图10 吊式风扇电动机的结构
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（2）洗衣机电动机的结构特点：洗衣机中使用的 电 动机普遍采用电容运转式电动机，洗涤电动机的结构如图 11所示。由于洗衣机要求正、反转交替运行，且工作状态 一样，因此电动机的主、副绕组结构参数完全相同，只是 空间上相差90°电角度。工作时通过换向开关变换主、副 绕组的接线来改变转动方向。脱水电动机只做单向高速运 转，主、副绕组的结构参数可以不同，但要求电动机启动 转矩大、过载能力强。
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图11 洗衣机洗涤电动机的结构
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（3）家用制冷压缩机电动机的结构特点：家用电冰箱、 冰柜和空调器的制冷压缩机中使用的电动机通常有四种： 电阻启动式电动机，多用于小功率压缩机；电容启动式和 电容运转式电动机，普通压缩机中使用较多；电容启动和 运转式电动机，多用于大功率压缩机。 由于制冷压缩机为封闭结构，电动机与压缩机一起安 装在封闭的壳体内，直接接触制冷剂和润滑油，且运行温 度较高，负荷较大，因此要求电动机耐腐蚀、耐高温、耐 冲击、耐震动，启动力矩大，过载能力强，效率尽可能高。 家用制冷压缩机的电动机结构如图12所示。
图14 电动机堵转电压测试电路
5. 温升测量 温升测量使用普通温度计测量误差较大，可采用测 量定子绕组直流电阻变化的方法。先用直流电桥测出定 子绕组的冷态电阻R0，然后使电动机满负荷运转数小时， 待温度稳定后，切断电源，再测出其热态电阻RT，用下 列公式可求出温升T。 T＝（RT－R0）/ 0.0042R0 6. 转速测量 测量电动机的转速可使用机械式转速表或数字式转 速表，测量时将转速表的测量头顶在电动机的转轴上， 用力不能太大，但也不能太小，以免产生相对滑动。
图8 单相罩极式电动机电路
4．单相交流异步电动机的额定值 在电动机的外壳上都有一个铭牌，标有电动机的使用 数据，即电动机的额定值，包括以下一些内容。 （1）额定电压：额定电压是指电动机正常运行时的工 作电压，即外施电源电压，一般均采用标准系列值，主要 有12V、24V、36V、42V、220V。 （2）额定频率：额定频率是指电动机的工作电源频率， 电动机是按此频率设计的。我国规定的额定频率一般为 50Hz，而国外有的为60Hz。 （3）额定转速：额定转速是指电动机在额定电压、额 定频率、额定负载下转轴的转动速度，单位是转/分钟 （r/min）。
1．单相交流异步电动机的类型 单相交流异步电动机的类型很多，按启动方法不同可 分为两大类，共五种。一类是罩极式电动机，其中又分有 两种：凸极式罩极电动机和隐极式罩极电动机；另一类是 分相式电动机，又分为电阻分相式电动机、电容分相式电 动机和电感分相式电动机。 单相交流异步电动机的产品型号是由系列代号、设计 代号、机座代号、特征代号和特殊环境代号组成的。
图5 电容分相启动式电动机电路
（3）电容运转式电动机：电容运转式电动机的副绕组 和一个小容量的电容器串联，无论在启动和运转时，始 终接在电路中，这实质上构成了两相电动机，由主绕组、 副绕组与电容器共同维持电动机转动。电容运转式电动 机的电路如图6所示。
图6 电容运转式电动机电路
（4）电容启动和运转式电动机：电容启动和运转式电 动机的副绕组上串联一只大容量的启动电容器 C1和一只小 容量的运行电容器C2，启动时两只电容器并联工作，使副 绕组呈容性电路，有利于提高启动转矩。在电动机启动后， 离心启动开关使启动电容器脱开电路，运行电容器与副绕 组、主绕组共同维持电动机转动。电容启动和运转式电动 机的电路如图7所示。
图7 电容启动和运转式电动机电路
（5）单相罩极式电动机：单相凸极式罩极电动机定 子铁芯的极面中间开有一个小槽，用短路铜环罩住部分 极面积，起着启动绕组的作用。单相隐极式罩极电动机 不用短路铜环，而用较粗的绝缘导线做成匝数很少的罩 极绕组跨在定子槽中，作为启动绕组用。单相罩极式电 动机的电路如图8所示。
（1）系列代号：用字母表示单相交流异步电动机的 基本系列，其新老代号的表示方法见表1。
表1 单相交流异步电动机的基本系列代号 基本系列产品名称 单相电阻启动交流异步电动机 单相电容启动交流异步电动机 单相电容运转交流异步电动机 单相电容启动和运转交流异步电动机 新代号 老代号
YU
YC YY YL YJ
（4）额定功率：额定功率是指电动机在额定电压、 额定频率和额定转速的情况下，转轴上可输出的机械功 率。标准系列值有0.4W、0.6W、1.0W、1.6W、2.5W、4W、 6W、10W、16W、25W、40W、60W、90W、120W、180W、 250W、370W、550W、750W等。 （5）额定电流：额定电流是指电动机在额定电压、 额定功率和额定转速的情况下，定子绕组的电流值。在 此电流下，电动机可以长期正常工作。 （6）额定温升：额定温升是指电动机满载运行4h 后，绕组和铁芯温度高于环境温度的值。我国规定标准 环境温度为40℃，对于E级绝缘材料，电动机的温升不 应超过75℃。
5．单相交流电动机在家用电器中的应用 （1）电风扇电动机的结构特点 电风扇中使用的单相电动机大多为电容运转式电动机， 台式风扇电动机的结构如图9所示。它属于微型电动机， 体积小、质量轻、结构简单、拆装容易。吊式风扇电动机 的结构如图10所示。它采用封闭式的外转子结构，定子安 放在内，固定在不旋转的吊杆上，而转子安放在外，与扇 叶相连。电风扇一般都具有调速功能，通过调速实现人们 对风量的不同要求。单相异步电动机是通过改变加在电动 机上的电压来实现调速的，电风扇采用的调速方法主要有 电抗器调速、绕组抽头调速和电子调速。
单相异步电机
目录
1．单相异步电动机的类型、结构特点。
2．单相异步电动机的测试。 3．单相异步电动机常见故障与维修 4．单相异步电动机的绕组拆换。
单相交流异步电动机为小功率电动机，由于它结构 简单，成本低，噪声小，安装方便，凡是有单相电源的 地方都能使用，因此在生产和生活领域中应用都很广泛。 使用最多的是在家用电器中，用做电风扇、洗衣机、电 冰箱、鼓风机、吸尘器、电唱机和家用电动器具的动力 机。了解单相电动机的分类、构造和使用特点，掌握单 相电动机的测试与维修技能很有必要。
图13 电动机空载电流和工作电流测量
4. 堵转电压及测试方法 堵转电压是指电动机在转子被卡住不转的情况下，当 通过定子绕组的电流为额定值时，加在定子绕组上的电压 值，其大小可反映出电动机的漏抗、损耗、效率和功率因 数等指标。因此堵转电压必须在规定的范围内，电动机才 能正常运转。 堵转电压测试电路如图14所示。图中T为调压器，测 量时用来调整加在电动机定子绕组上的电压。
3. 空载电流和工作电流测量 空载电流是指电动机在额定电压下，不带负载运转时 的电流值，电动机的空载电流与额定电流的比值应符合规 定的范围。工作电流是指电动机在额定电压下，带一定负 载运转时的电流值，工作电流应不大于额定电流。 测量电动机的空载电流和工作电流可使用交流电流表 或万用表的交流电流挡，测试时将电流表串入电源回路进 行测量。以电容运转式电动机为例，测量接线如图13所示。
三、单相异步电动机的常见故障与检修：
单相异步电动机需要经常维护工作，和三相异 步电动机的维护工作相似。要经常注意转速是否异 常，温度是否过高，有否杂音和振动，有无焦臭味 等。下面列举几种及常见的故障产生原因及检修方 法，供参考。
单相异步电动机的常见故障与检修
原因 (1)电源引线开路，(2)主 绕组或副绕组开路； (3）离心开关触头合不上 ，没有把起动绕组接通； (4)电容器开路；(5)定、 转子相碰，进入杂物或润 滑脂干固（6）轴承已坏 （7）轴承进入杂物和润 滑剂干枯(8)负载被卡死 造成电动机严重过载。
图2 单相交流异步电动机定子结构
（2）转子：转子为鼠笼结构，外形如图3 所示。它是在 叠压成的铁芯上铸入铝条，再在两端用铝铸成闭合绕组 （端环）而成，端环与铝条形如鼠笼。
（3）端盖：端盖是由铸铝或铸铁制成，起着容纳轴承、 支撑和定位转子以及保护定子绕组端部的作用。 （4）轴承：按电动机容量和种类的不同，所用轴承有滚 动轴承和滑动轴承两类，滑动轴承又分为轴瓦和含油轴承 两种。 （5）外壳：外壳的作用是罩住电动机的定子和转子，使 其不受机械损伤，并防止灰尘。
2．单相交流异步电动机的结构 单相交流异步电动机主要由定子、转子、端盖、轴承、 外壳等组成，如图1所示。
图1 单相交流异步电动机的结构
（1）定子：定子由定子铁芯和线圈组成，定子铁芯是 由硅钢片叠压而成，铁芯槽内嵌着两套独立的绕组，它们 在空间上相差90°电角度。一套称为主绕组（工作绕组）， 另一套称为副绕组（启动绕组），定子结构如图2所示。
3．单相交流异步电动机的结构特点 （1）电阻分相启动式电动机：电阻分相启动式电动机 的副绕组导线线径细、匝数少、电阻大、电感量小，使副 绕组呈阻性电路。其主绕组导线线径粗、匝数多、电阻很 小、电感量大，呈感性电路。这样两绕组接在同一单相电 源上时，绕组中的电流就不同相，从而使单相交流电分为 两相，形成旋转磁场而产生启动转矩。当转速达到额定值 的70%-80%时，启动开关使副绕组脱开电路，由主绕组单 独维持电动机转动。电阻分相启动式电动机的电路如图4 所示。