單相異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng).反轉(zhuǎn).調(diào)速

1、關(guān)于單相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng).反轉(zhuǎn).調(diào)速第1頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期四單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)又稱(chēng)單相異步電動(dòng)機(jī) ； 單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)定子上必須安放兩個(gè)繞組： 工作繞組（主繞組）和起動(dòng)繞組（副繞組） 依靠電磁感應(yīng)作用，實(shí)現(xiàn)電能到機(jī)械能的轉(zhuǎn)換。電容分相電機(jī)罩極式排氣扇電機(jī)第2頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期四第3頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期四 單相異步電動(dòng)機(jī)主要應(yīng)用于電動(dòng)工具、洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)、電風(fēng)扇等小功率電器中。單相異步電動(dòng)機(jī)的定子中放置單相繞組,轉(zhuǎn)子一般用鼠籠式。 定子繞組中通入單相交流電后, 形成脈動(dòng)磁場(chǎng)，若不采

2、取措施，將無(wú)法獲得所需的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。定子定子繞組轉(zhuǎn)子AANS單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理第4頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期四 定子繞組產(chǎn)生的脈動(dòng)磁場(chǎng)，可用正、反兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)合成來(lái)等效。即 + -m= + -=tO第5頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期四脈動(dòng)磁場(chǎng)的分解 +- + + - 第6頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期四正反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的合成轉(zhuǎn)矩特性合成轉(zhuǎn)矩(正向)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為零(反向)正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)反第7頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期四如單相電機(jī)轉(zhuǎn)子靜止，在脈動(dòng)磁場(chǎng)作用下，轉(zhuǎn)子繞組左、右側(cè)所產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩大小相等方向相反相互抵消

3、，如圖示。脈動(dòng)磁場(chǎng)不能產(chǎn)生啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)無(wú)法自行啟動(dòng)。如果啟動(dòng)時(shí)用外力朝任意一個(gè)方向撥動(dòng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，則轉(zhuǎn)子兩邊產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩就有了差距，就會(huì)產(chǎn)生合成轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)就會(huì)朝著被撥動(dòng)的方向旋轉(zhuǎn)起來(lái)。單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理第8頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期四1電路構(gòu)成圖示為單相電阻起動(dòng)式異步電動(dòng)機(jī)的原理圖。圖中“1” 為主繞組，匝數(shù)比啟動(dòng)繞組多，主要呈感性。 “2” 為啟動(dòng)繞組，匝數(shù)較少、導(dǎo)線較細(xì)，相對(duì)于主繞組呈阻性。由電流、電壓矢量圖可以看出，工作時(shí)啟動(dòng)繞組中的電流I2 超前于工作繞組的電流 I1 一個(gè)角，兩者之間有一定的相位差，從而可以形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng), 產(chǎn)生起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。電阻起

4、動(dòng)式異步電動(dòng)機(jī)第9頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期四2特點(diǎn)起動(dòng)繞組一般是按短時(shí)工作設(shè)計(jì), 因此串有一個(gè)起動(dòng)開(kāi)關(guān)S , 當(dāng)轉(zhuǎn)速上升到一定程度時(shí), 開(kāi)關(guān)自動(dòng)斷開(kāi)起動(dòng)繞組, 由工作繞組維持運(yùn)行。由于 角不大, 因此電阻起動(dòng)式電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小。3應(yīng)用適用于空載或輕載起動(dòng)的場(chǎng)合。電阻起動(dòng)式異步電動(dòng)機(jī)第10頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期四1電路構(gòu)成圖示為單相電容起動(dòng)式電動(dòng)機(jī)的原理圖。電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)繞組中串聯(lián)了一個(gè)電容器，選擇合適的電容量，可使工作繞組與啟動(dòng)繞組的電流相位差接近90 ，產(chǎn)生近似于圓形的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。 電容起動(dòng)式異步電動(dòng)機(jī)第11頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，

5、5月20日，2點(diǎn)4分，星期四2特點(diǎn)具有較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，且啟動(dòng)電流較小，因而這種電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能較好。電容啟動(dòng)式電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)繞組也是按短時(shí)工作設(shè)計(jì)，因此串有一個(gè)起動(dòng)開(kāi)關(guān) S , 當(dāng)轉(zhuǎn)速上升到一定程度時(shí), 開(kāi)關(guān)自動(dòng)斷開(kāi)起動(dòng)繞組, 由工作繞組維持運(yùn)行。電容起動(dòng)式異步電動(dòng)機(jī)第12頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期四1電路構(gòu)成圖示為單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)式電動(dòng)機(jī)的原理圖。與電容啟動(dòng)式電動(dòng)機(jī)相比較，其啟動(dòng)繞組中不串起動(dòng)開(kāi)關(guān) S，因此啟動(dòng)繞組和啟動(dòng)電容器在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后也參與運(yùn)行，因此稱(chēng)為電容運(yùn)轉(zhuǎn)式電動(dòng)機(jī)。第13頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期四2特點(diǎn)這種電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)輸出功率大、功

6、率因數(shù)高、過(guò)載能力強(qiáng)、噪聲低、振動(dòng)小。其缺點(diǎn)是起動(dòng)性能不如電容起動(dòng)式電動(dòng)機(jī)好。3應(yīng)用廣泛應(yīng)用于各種小功率的電動(dòng)類(lèi)日用電器中第14頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期四 為了使電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和運(yùn)行性能都比較好，可以在啟動(dòng)繞組中串聯(lián)兩個(gè)相互并聯(lián)的電容器，其中 C1與啟動(dòng)開(kāi)關(guān) S 串聯(lián)。電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，兩個(gè)電容器都參與工作；啟動(dòng)結(jié)束，由 S 斷開(kāi)啟動(dòng)電容器，只有 C2 參與運(yùn)行，這樣電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)與運(yùn)行性能都能得到保障。電容起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)式異步電動(dòng)機(jī)第15頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期四 罩極式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子是籠型, 定子有凸極式和隱極式兩種。凸出定子磁極 1/3 處開(kāi)槽, 短

7、路銅環(huán) , 作為副繞組, 凸極另一個(gè)線圈為主繞組。定子繞組通入單相交流, 產(chǎn)生脈動(dòng)磁場(chǎng)分兩部分，一部分磁通不穿過(guò)短路環(huán), 另一部分穿過(guò)短路環(huán), 由于短路環(huán)在變化磁場(chǎng)中產(chǎn)生感應(yīng)電流, 使2 滯后于1 , 這種相位差相當(dāng)于磁場(chǎng)未罩的部分向被罩的部分連續(xù)移動(dòng), 磁場(chǎng)的中心線始終是由磁極的未罩部分移向被罩部分。橢圓度旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng), 使電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生起動(dòng)轉(zhuǎn)矩自行起動(dòng)并運(yùn)行。罩極式電動(dòng)機(jī)第16頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期四罩極式單相異步電機(jī)i12定子繞組鼠籠式轉(zhuǎn)子短路環(huán)極掌(極靴)第17頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期四第18頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)4

8、分，星期四一、單項(xiàng)異步電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)二、單項(xiàng)異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第19頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期四 1分相式電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)改變單相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)繞組或工作繞組的電流方向。就可以改變單相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向，電路原理如圖所示。第20頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期四 2罩極式電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)罩極式電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向由定子磁極的結(jié)構(gòu)決定的，故運(yùn)行時(shí)無(wú)法改變，只有把定子繞組鐵心從機(jī)座中抽出來(lái)，反相后再裝。或在定子槽中增加一套主繞組或罩極線圈。第21頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期四1調(diào)速原理和方法通過(guò)改變電源電壓或電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)的方法，從而改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的

9、過(guò)程，稱(chēng)為調(diào)速。常用的調(diào)速方法有兩種：第一是外電路降壓法，；第二種是通過(guò)改變定子繞組的匝數(shù)調(diào)速。2外電路降壓調(diào)速（1）串聯(lián)電抗法，如圖。第22頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期四將電動(dòng)機(jī)主、副繞組并聯(lián)后再與電抗器串聯(lián)。調(diào)速開(kāi)關(guān)接高速檔，電機(jī)繞組直接接電源，轉(zhuǎn)速最高；調(diào)速開(kāi)關(guān)接中、低速檔，電機(jī)繞組串聯(lián)不同的電抗器，總電抗增大，轉(zhuǎn)速降低。用此方法調(diào)速比較靈活，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便，但需要專(zhuān)用電抗器，成本高，耗能大，低速起動(dòng)性能差。單相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第23頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期四（2）采用 PTC 零件調(diào)速如圖為具有微風(fēng)擋的電風(fēng)扇調(diào)速電路。微風(fēng)風(fēng)扇

10、在 500 r/min 以下送出的風(fēng)。如采用一般的調(diào)速方法，電動(dòng)機(jī)在這樣低的轉(zhuǎn)速下很難啟動(dòng)，電路利用常溫下 PTC 電阻很小，電動(dòng)機(jī)在微風(fēng)擋直接起動(dòng)，起動(dòng)后，PTC 阻值增大，使電動(dòng)機(jī)進(jìn)入微風(fēng)擋運(yùn)行。第24頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期四（3）晶閘管調(diào)壓調(diào)速晶閘管調(diào)壓調(diào)速是通過(guò)改變晶閘管的導(dǎo)通角來(lái)改變電動(dòng)機(jī)的電壓波形，從而改變電壓的有效值已達(dá)到調(diào)速的目的。第25頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期四圖示為吊扇使用的雙向晶閘管調(diào)壓調(diào)速電路。第26頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期四3繞組抽頭法調(diào)速繞組抽頭法調(diào)速，實(shí)際上是把電抗器調(diào)速法的電抗

11、嵌入定子槽中，通過(guò)改變中間繞組與主、副繞組的連接方式，來(lái)調(diào)整磁場(chǎng)的大小和橢圓度，從而調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。采用這種方法調(diào)速，節(jié)省了電抗器，成本低、功耗小、性能好，但工藝較復(fù)雜。實(shí)際應(yīng)用中有 L 型和 T 型繞組抽頭調(diào)速兩種方法。第27頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期四（1）L 型繞組的抽頭調(diào)速 第28頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期四（2）T 型繞組的抽頭調(diào)速4其他調(diào)速方法自耦變壓器調(diào)壓調(diào)速、串電容器調(diào)速和變極調(diào)速等。第29頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期四單相電源產(chǎn)生的脈動(dòng)磁場(chǎng)（1）起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為零不可自行起動(dòng)（2）旋轉(zhuǎn)方向不能確定取決于起動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)向。第30頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期四分相式電動(dòng)機(jī)：定子上安裝空間上有相位差的兩繞組，主（工作）繞組和副（起動(dòng)）繞組。根據(jù)獲得繞組空間位置差和電流相位差的方法不同，分相式異步電動(dòng)機(jī)分：電阻起動(dòng)、電容起動(dòng)、電容運(yùn)轉(zhuǎn)、電容起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)四類(lèi)。罩極式單相異步電動(dòng)機(jī)。單相異步電動(dòng)機(jī)多采用調(diào)壓方法來(lái)調(diào)速，常用串電抗器調(diào)速，晶閘管調(diào)壓調(diào)速和定子繞組抽頭法等。第31頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期四 三相異步電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，若其中一相與電源斷開(kāi)，就成為單相電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。此時(shí)電動(dòng)機(jī)仍將繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。若此時(shí)還帶動(dòng)額定負(fù)載，則勢(shì)