單相異步電動機只需要單相功率,使用簡單,并且廣泛用于家用電器和醫療設備。定子是單相繞組,轉子通常是松鼠多相繞組。與同容量的三相異步電動機相比,由于其性能較差,目前正在制造許多750w或以下的小容量電動機。
1.工作原理
單相異步電動機的示意圖如圖DX-8所示。當定子工作繞組連接到單相電源時,會產生脈動磁力F1,該脈動磁力F1可以分解為兩個旋轉磁力,速度相同,方向相反,振幅為F1的一半。 F1 +和F1-設置正向磁場Φ+和反向磁場Φ-,它們切斷轉子導體并產生感應電動勢和感應電流,以形成正負電磁轉矩Tem +和Tem-。產生的轉矩Tem驅動轉子的旋轉。
假設電動機速度為n,對于正向旋轉磁場,滑移速度s +為:
(5.141)
在反向旋轉磁場的情況下,反向旋轉磁場的速度為-n1,因此滑移速度s-如下。
(5.142)
單相異步電動機的Tem=f(s)曲線如圖(DX-9)所示。虛線表示電磁轉矩Tem +和Tem-之間的關系,并且Tem +和Tem-的組合電動機的Tem=f(s)曲線以實線表示。
圖5.36單相異步電動機的示意圖圖5-37 Tem=f(s)單相異步電動機的曲線
如圖所示,當轉子固定時,轉子對Φ+和Φ-的滑移率為1,因此轉子對Φ+和Φ-的響應相同,并且尺寸為F1 +=F1-,所以Φ因為我們有+=Φ-,所以Tem +和Tem-具有相同的大小和相反的方向,并且合并的扭矩彼此抵消零。也就是說,單相異步電動機沒有啟動轉矩。
當 0
同樣,當0
因為單相異步電動機具有兩個磁場,即正向磁場和反向磁場,所以在反向電磁轉矩作用下組合的轉矩要小于相同容量的三相異步電動機的轉矩。過載能力,功率因數和效率均低于相同容量的三相異步電動機。
2.如何啟動單相異步電動機
如上所述,單相異步電動機無法自動啟動,但是如果具有啟動轉矩,則可以沿啟動轉矩的方向旋轉電動機。沒有產生起動轉矩的根本原因是單相繞組僅產生脈動磁場。為了產生起動轉矩,氣隙磁力必須是旋轉磁力。電動機啟動時,該領域就是解決問題的方法。起動相位異步電動機的出發點是安裝起動器繞組,該起動器繞組在空間軸與定子上的主繞組之間具有一定的角度差。不同的啟動方法有不同的類型。
1)分相啟動電動機
在圖5-38中,在空間軸上相差900度的主繞組A和啟動繞組B連接到同一電源,但啟動繞組B與電容器C串聯連接。繞組電流領先電壓。繞組電流滯后于電壓。如果電容器C配置正確,則可以設置為。如果設計得當,A和B繞組的有效繞組NAKNA和NBKNB也可以用IANAKNA=IBNBKNB制成。因此,由A和B兩相繞組電流產生的復合磁勢是圓形旋轉磁功率,并且由于其產生了空的旋轉磁場,因此在磁場的作用下產生了起始轉矩。馬達。當電動機速度上升到(75%到80%)n1時,離心開關K會自動切斷啟動繞組,只有主繞組連接到電源,它才能正常工作。這種由電容器分相啟動的電動機稱為電容器啟動器電動機。
如果允許將起動器繞組長時間連接到電源,則電容器C在工作期間仍將充當相分離的角色。
圖5-38單相電容器啟動電動機
(a)接線圖,(b)電壓和電流矢量圖
這種電動機稱為電容器電動機。實際上,電容器電動機是兩相電動機。適當的設計可以通過使氣隙旋轉場更接近圓形來提高電動機的性能。例如,功率因數,效率和過載能力更高。它比單相異步電動機具有更廣泛的應用范圍。
還有一種電容器啟動和驅動電動機,因為電動機的運行速度小于啟動時所需的分相電容值。啟動時,C1(啟動電容器)和C2(工作電容器)并聯連接,因此啟動時默認情況下會產生圓形旋轉磁場,因此啟動轉矩大。在運行中,使用離心開關關閉C1。僅C2連接到啟動,并且繞組串聯工作,因此在工作時,存在大約圓形的旋轉磁場,因此具有更好的工作特性。這種電動機稱為電容器啟動和致動電動機。
具有電容器分相啟動功能的電動機的轉向取決于兩個繞組的連接。當兩個繞組以相同極性的末端并聯連接時,旋轉磁場和轉子的旋轉都會旋轉。從具有超前電流的相位軸到具有延遲電流的相位軸。要改變轉子的旋轉,只需反轉繞組兩端的接線即可。
實際上,由于起始繞組和主繞組的匝數和線徑不相同,因此即使起始繞組未串聯連接到電容器,電流之間也存在一定的相位差。由兩個繞組中的IA和IB相繞組電流產生的復合磁場是橢圓形磁場,并且還會產生特定的啟動轉矩。這種分相啟動通常稱為電阻分相啟動,并且由于啟動轉矩相對較小,因此僅在不需要高啟動轉矩時才可以使用。
2)罩極電機
罩極電機定子鐵芯通常由突出(或隱藏極)型制成,其中主繞組纏繞在表面的1/3到1/4處,并連接到單相電源。極靴的位置上有一個插槽,并用銅環將其覆蓋,這稱為陰影極,如圖5.39所示。
圖5.39凸極遮蔽極電動機
(a)結構圖; (b)磁通量結構圖
工作原理是,當主繞組A連接到單相AC時,會產生脈動磁場。極磁通的一部分通過短路環并在環中感應出電勢和電流。在與陰影極部分相同的相位中產生磁通ΦK",并與磁通組合通過戒指。磁極表面非陰影部分的磁通量為。從圖5.39(b)中可以看出,時間相位差是由和形成的,陰影極和未覆蓋部分的空間位置是角度差,并且和合成了旋轉磁場。絕對沒有氣隙和旋轉方向。蓋部分指向蓋極部分,因此電動機產生一定的啟動轉矩,從而使電動機轉子從未覆蓋的部分旋轉到陰影極部分。一旦啟動,電動機將根據單相電動機的工作原理進行操作。
罩極電動機的起動轉矩小,但結構簡單,制造方便,主要用于小型電風扇,電唱機和錄音機。容量通常小于30-40W。由于已經確定了該電動機的陰影極的結構,因此不可能通過改變主繞組的接線來改變旋轉方向。
公司地址 : 上海市嘉定區寶安公路2999弄
公司郵箱 : 187-1797-6220@163.com
公司電話 :?021-6992-5088