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          單相電機的基本原理

          安徽皖南電機股份有限公司|發(fā)布時(shí)間:2014-12-11 09:06|6794查看

              單相電機一般是指用單相交流電源(AC220V)供電的小功率單相異步電動(dòng)機。這種電機通常在定子上有兩相繞組,轉子是普通鼠籠型的。兩相繞組在定子上的分布以及供電情況的不同,可以產(chǎn)生不同的起動(dòng)特性和運行特性。

               通常根據電動(dòng)機的起動(dòng)和運行方式的特點(diǎn),將單相異步電動(dòng)機分為單相電阻起動(dòng)異步電動(dòng)機、單相電容起動(dòng)異步電動(dòng)機、單相電容運轉異步電動(dòng)機、單相電容起動(dòng)和運轉異步電動(dòng)機、單相罩極式異步電動(dòng)機五種。

          當單相正弦電流通過(guò)定子繞組時(shí),電機就會(huì )產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng),這個(gè)磁場(chǎng)的強弱和方向隨時(shí)間作正弦規律變化,但在空間方位上是固定的,所以又稱(chēng)這個(gè)磁場(chǎng)是交變脈動(dòng)磁場(chǎng)。這個(gè)交變脈動(dòng)磁場(chǎng)可分解為兩個(gè)以相同轉速、旋轉方向互為相反的旋轉磁場(chǎng),當轉子靜止時(shí),這兩個(gè)旋轉磁場(chǎng)在轉子中產(chǎn)生兩個(gè)大小相等、方向相反的轉矩,使得合成轉矩為零,所以電機無(wú)法旋轉。當我們用外力使電動(dòng)機向某一方向旋轉時(shí)(如順時(shí)針?lè )较蛐D),這時(shí)轉子與順時(shí)針旋轉方向的旋轉磁場(chǎng)間的切割磁力線(xiàn)運動(dòng)變??;轉子與逆時(shí)針旋轉方向的旋轉磁場(chǎng)間的切割磁力線(xiàn)運動(dòng)變大。這樣平衡就打破了,轉子所產(chǎn)生的總的電磁轉矩將不再是零,轉子將順著(zhù)推動(dòng)方向旋轉起來(lái)。

               要使單相電機能自動(dòng)旋轉起來(lái),我們可在定子中加上一個(gè)起動(dòng)繞組,起動(dòng)繞組與主繞組在空間上相差90度,起動(dòng)繞組要串接一個(gè)合適的電容,使得與主繞組的電流在相位上近似相差

          90度,即所謂的分相原理。這樣兩個(gè)在時(shí)間上相差90度的電流通入兩個(gè)在空間上相差90度的繞組,將會(huì )在空間上產(chǎn)生(兩相)旋轉磁場(chǎng),

              在這個(gè)旋轉磁場(chǎng)作用下,轉子就能自動(dòng)起動(dòng),起動(dòng)后,待轉速升到一定時(shí),借助于一個(gè)安裝在轉子上的離心開(kāi)關(guān)或其他自動(dòng)控制裝置將起動(dòng)繞組斷開(kāi),正常工作時(shí)只有主繞組工作。因此,起動(dòng)繞組可以做成短時(shí)工作方式。但有很多時(shí)候,起動(dòng)繞組并不斷開(kāi),我們稱(chēng)這種電機為單相電機,要改變這種電機的轉向,只要把輔助繞組的接線(xiàn)端頭調換一下即可。

               在單相電動(dòng)機中,產(chǎn)生旋轉磁場(chǎng)的另一種方法稱(chēng)為罩極法,又稱(chēng)單相罩極式電動(dòng)機。此種電動(dòng)機定子做成凸極式的,有兩極和四極兩種。每個(gè)磁極在1/3--1/4全極面處開(kāi)有小槽,把磁極分成兩個(gè)部分,在小的部分上套裝上一個(gè)短路銅環(huán),好象把這部分磁極罩起來(lái)一樣,所以叫罩極式電動(dòng)機。單相繞組套裝在整個(gè)磁極上,每個(gè)極的線(xiàn)圈是串聯(lián)的,連接時(shí)必須使其產(chǎn)生的極性依次按N、S、N、S排列。當定子繞組通電后,在磁極中產(chǎn)生主磁通,根據楞次定律,其中穿過(guò)短路銅環(huán)的主磁通在銅環(huán)內產(chǎn)生一個(gè)在相位上滯后90度的感應電流,此電流產(chǎn)生的磁通在相位上也滯后于主磁通,它的作用與電容式電動(dòng)機的起動(dòng)繞組相當,從而產(chǎn)生旋轉磁場(chǎng)使電動(dòng)機轉動(dòng)起來(lái)。

               單相電機操作有兩種,第一種,在起動(dòng)回路中接離心開(kāi)關(guān),這種接法一般用在空氣壓縮機,切割機,木工機床等負載大而不穩定的地方;第二種,在起動(dòng)回路中不接離心開(kāi)關(guān),起動(dòng)繞組和電容器不僅起動(dòng)時(shí)起作用,運行時(shí)也起作用,這樣可以提高電動(dòng)機的功率因數和效率,所以這種電動(dòng)機的運行性能優(yōu)于電容起動(dòng)電動(dòng)機。電容運轉電動(dòng)機起動(dòng)繞組所串電容器的電容量,主要是根據運行性能要求而確定的,比根據起動(dòng)性能要求而確定的電容量要小,為此,這種電動(dòng)機的起動(dòng)性能不如電容起動(dòng)電動(dòng)機好。電容運轉電動(dòng)機不要起動(dòng)開(kāi)關(guān),所以結構比較簡(jiǎn)單,價(jià)格比較便宜,主要應用于電風(fēng)扇,空調風(fēng)扇電動(dòng)機,洗衣機等電機。


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