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單相異步電動機是利用單相交流電源供電的一種小容量交流電機。由于它具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉運行可靠、維護方便等優(yōu)點以及可以再單相220伏交流電源上使用的特點,
被廣泛采用與辦公場所、家用電器等方面,在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及其他領(lǐng)域也使用著不少單相異步電動機。
如臺扇、吊扇、洗衣機、電冰箱、吸塵器、小型鼓風機、小型車床、醫(yī)療器械等等。
單相異步電動機的不足之處是它與同容量的三相異步電動機相比較,體積較大、運行性能較差、效率較低。因此一般只制成小型的微型系列,容量在幾瓦到幾百瓦之間。
工作原理
單相異步電動機工作原理:單相異步電動機的定子繞組是單相的,轉(zhuǎn)子是鼠籠式的,由單相交流電源供電。前面的《三相異步電動機如何產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場并轉(zhuǎn)動》課程學(xué)習中
我們知道,給三相異步電動機的定子繞組中通入三相交流電時,會形成一個旋轉(zhuǎn)磁場,在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下,轉(zhuǎn)子將獲得啟動轉(zhuǎn)矩而自行啟動。若在單相異步電動機的定子
繞組通入單相交流電,通過理論分析和實際證明,只會在定子里產(chǎn)生一個隨時間按正選規(guī)律變化的并在空間脈動的磁場(稱為脈動磁場),在脈動磁場的作用下,轉(zhuǎn)子不能
獲得啟動轉(zhuǎn)矩。所以單相異步電動機如不采取一定的措施,則電動機不能自行啟動。但如果用外力使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動一下,則轉(zhuǎn)子就能沿著該方向繼續(xù)轉(zhuǎn)動下去。
由于單相異步電動機自身不能產(chǎn)生啟動轉(zhuǎn)矩,轉(zhuǎn)子不能自行啟動,為了解決單相電動機的啟動問題,人們采取了許多特殊措施,例如將單相交流電分成兩相通入兩相定子繞
組中,或?qū)蜗嘟涣麟姰a(chǎn)生的磁場設(shè)法使之轉(zhuǎn)動。
啟動原理
單相異步電動機根據(jù)啟動方法或運行方法的不同,可分為:單相電容運轉(zhuǎn)異步電動機;單相電容啟動電動機;單相電阻啟動電動機;單相罩極電動機等。下面我們分別予以
介紹。
單相電容運轉(zhuǎn)異步電動機原理
這是使用較為廣泛的一種單相異步電動機,其原理線路如下(左)圖所示。在電動定子鐵心上嵌放兩套繞組:主繞組U1U2(又稱工作繞組)和副繞組Z1Z2(又稱啟動繞
組),她們的結(jié)構(gòu)基本相同,但在空間的位置則互差90°電角度。在啟動繞組Z1Z2中串入電容器C以后再與工作繞組并聯(lián)接在單相交流電源上,適當選擇電容器C的容量,
可以使流過工作繞組中的電流Iu和流過啟動繞組中的電流Iz相差約90°電角度。與前面旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生分析方法相同,畫出對應(yīng)于不同瞬間定子繞組中的電流所產(chǎn)生的磁場,
如下圖(右)所示,由圖中我們可以得到如下結(jié)論:相空間位置互差90°電角度的兩相定子繞組內(nèi)通入在時間上互差90°的兩相電流,產(chǎn)生的磁場也是沿定子內(nèi)圓旋轉(zhuǎn)的旋
轉(zhuǎn)磁場。鼠籠式結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子在該旋轉(zhuǎn)磁場的作用下獲得啟動轉(zhuǎn)矩而使電動機旋轉(zhuǎn)。
電容運轉(zhuǎn)異步電動機,使用維護方便,使用維護方便,只要任意改變工作繞組(或啟動繞組)的首端、末端與電源的接線,即可改變旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向,從而使電動機
反轉(zhuǎn)。這類電動機常用于吊扇、臺扇、電冰箱、洗衣機、吸塵器等上面。
單相電容啟動異步電動機原理
如果在電容運轉(zhuǎn)異步電動機的啟動繞組中串聯(lián)一個離心開關(guān)S,就構(gòu)成單相電容啟動電動機,如右圖所示。當電動機轉(zhuǎn)子靜止或轉(zhuǎn)速較低時,離心開關(guān)S閉合,啟動繞組與工
作繞組一起接在單相電源上,電動機開始轉(zhuǎn)動,并且旋轉(zhuǎn)達到一定數(shù)值時,離心開關(guān)S斷開,將啟動繞組從電源上切除。
電容啟動異步電動機與電容運轉(zhuǎn)異步電動機比較,前者有較大的啟動轉(zhuǎn)矩,但是啟動電流也較大,適用于各種滿載啟動的機械,如小型空氣壓縮機,在部分電冰箱壓縮機中
也有采用。
單相電阻啟動電動機原理
其啟動線路如右圖所示,其特點是電動機的工作繞組匝數(shù)較多,導(dǎo)線較粗,因此感抗遠大于繞組的直流電阻,可以近似的看做流過繞組中的電流滯后于電源電壓90°電角。
而啟動繞組Z1Z2的匝數(shù)較少,線直徑較細,又與啟動電阻R串聯(lián),則該支路的總電阻遠大于感抗,可以近似認為電流與電源電壓同相位,因此就可以看成工作繞組中的電
流與啟動繞組中的電流兩者相位差近似90°電角度,從而在定子與轉(zhuǎn)子之間產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場,使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩而轉(zhuǎn)動。當轉(zhuǎn)速達到額定值的80%,離心開關(guān)S動作,把啟動電
阻從電源中切除。電阻啟動異步電動機在電冰箱的壓縮機中獲得廣泛采用。
型號含義
產(chǎn)品代號:用字母“YY”表示單相電容運轉(zhuǎn)異步電動機;用“YL”表示單相電動機為電容起動電容運轉(zhuǎn)異步電動機;用字母“YC”代表電容起動電動機;
機座號:電機的中心高
級數(shù):電機級數(shù)由數(shù)字組成,由2、4、6表示不同級數(shù)的電機。
產(chǎn)品規(guī)格序號由數(shù)字組成,在同一機座號中不同規(guī)格的產(chǎn)品(部分廠商的由字母組成)。
單相異步電動機調(diào)速:一般采用降壓調(diào)速方法;一是在電動機上串一個帶抽頭的鐵芯線圈(電抗器),另一種方法是用晶閘管調(diào)壓的方法。