单相异步电动机原理及正反转
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单相异步电动机的工作原理一、引言单相异步电动机是一种常见的电动机类型,广泛应用于家庭和工业领域。
了解其工作原理对于正确使用和维护电动机至关重要。
本文将详细介绍单相异步电动机的工作原理。
二、电动机的基本结构单相异步电动机由定子和转子组成。
定子是固定部份,通常由铜线绕成的线圈构成。
转子是旋转部份,通常由导体材料制成。
三、工作原理1. 单相电源供电单相异步电动机通过单相电源供电。
电源提供的电流经过定子线圈产生旋转磁场,使转子开始旋转。
2. 定子线圈的工作原理定子线圈由两个部份组成:主线圈和辅助线圈。
主线圈是电动机的主要工作部份,辅助线圈用于启动电动机。
3. 启动电动机在启动过程中,辅助线圈起到关键作用。
当电动机通电时,辅助线圈产生一个起始磁场,这个磁场与主线圈的磁场相互作用,产生一个旋转磁场。
这个旋转磁场使转子开始旋转。
4. 转子的工作原理转子是由导体材料制成,当旋转磁场作用于转子时,转子中的导体味感受到磁场的力量,导致转子开始旋转。
转子的旋转速度受到电源频率和负载的影响。
5. 单相异步电动机的运行一旦电动机启动,辅助线圈的作用逐渐减弱,主线圈开始主导电动机的运行。
主线圈产生的旋转磁场持续推动转子旋转,使电动机保持运转。
四、单相异步电动机的应用单相异步电动机广泛应用于家庭和工业领域,例如:- 家用电器:风扇、洗衣机、冰箱等。
- 办公设备:打印机、复印机等。
- 工业机械:泵、风机、压缩机等。
五、维护和保养为了保持单相异步电动机的正常运行,以下是一些维护和保养的建议:1. 定期清洁电动机,确保无尘和无杂质。
2. 检查电动机的电源路线,确保连接坚固。
3. 定期检查电动机的轴承,并添加润滑油。
4. 注意电动机的工作温度,避免过热。
5. 定期检查电动机的绝缘性能,确保安全运行。
六、总结单相异步电动机是一种常见的电动机类型,通过单相电源供电,利用旋转磁场推动转子旋转。
了解其工作原理对于正确使用和维护电动机至关重要。
单相异步电动机反转一、工作原理单相交流电动机只有一个绕组,转子是鼠笼式的。
当单相正弦电流通过定子绕组时,电动机就会产生一个交变磁场,这个磁场的强弱和方向随时间作正弦规律变化,但在空间方位上是固定的,所以又称这个磁场是交变脉动磁场。
这个交变脉动磁场可分解为两个以相同转速、旋转方向互为相反的旋转磁场,当转子静止时,这两个旋转磁场在转子中产生两个大小相等、方向相反的转矩,使得合成转矩为零,所以电动机无法旋转。
当我们用外力使电动机向某一方向旋转时(如顺时针方向旋转),这时转子与顺时针旋转方向的旋转磁场间的切割磁力线运动变小;转子与逆时针旋转方向的旋转磁场间的切割磁力线运动变大。
这样平衡就打破了,转子所产生的总的电磁转矩将不再是零,转子将顺着推动方向旋转起来。
要使单相电动机能自动旋转起来,我们可在定子中加上一个起动绕组,起动绕组与主绕组在空间上相差90度,起动绕组要串接一个合适的电容,使得与主绕组的电流在相位上近似相差90度,即所谓的分相原理。
这样两个在时间上相差90度的电流通入两个在空间上相差90度的绕组,将会在空间上产生(两相)旋转磁场,如图2所示。
在这个旋转磁场作用下,转子就能自动起动,起动后,待转速升到一定时,借助于一个安装在转子上的离心开关或其他自动控制装置将起动绕组断开,正常工作时只有主绕组工作。
因此,起动绕组可以做成短时工作方式。
但有很多时候,起动绕组并不断开,我们称这种电动机为电容式单相电动机,要改变这种电动机的转向,可由改变电容器串接的位置来实现。
二、正反转接线图图一单相电动机要经过分相才能形成旋转磁场。
一般需要有两个绕组,一个是主绕组,另一个就是启动绕组。
两者相差90°电工角。
主绕组直接和L、N相连,启动绕组则串联电容后与电源相连。
这样,启动绕组由于电容有使电流超前于电压的功能,和主绕组的电流产生相位差并形成旋转磁场,使电机启动。
要使电机反转,只要把启动绕组与电源的接线的头尾对调一下就行了。
单相异步电动机的正反转原理1.单相电动机的基本结构2.单相电动机的工作原理当单相电压通过定子绕组时,会在定子上产生磁场。
如果转子上没有其他磁场的作用,则转子不会产生转动力矩。
因此,为了使转子能够转动,需要在转子上产生一个额外的磁场。
通常采用的方法是在单相电动机上安装一个起动辅助绕组,通过初始启动转矩将转子带起,然后通过运行电容器来延迟辅助绕组消失的时间。
3.单相电动机的正转原理在单相电动机的正转过程中,电动机的运行可以分为起动阶段和运行阶段两个部分。
(1)起动阶段:对于单相异步电动机,首先通过将电源接入电动机的起动绕组上,对电容器进行充电。
当电容器充电达到一定程度时,电容器与起动绕组相连接,形成一个辅助磁场。
该辅助磁场会产生一个理想的旋转磁场,将转子带起并开始转动。
(2)运行阶段:当电动机的转子开始转动后,起动绕组中的电流会逐渐减小并趋近于零。
而此时,主绕组中的电流会逐渐增大,并形成一个旋转磁场。
由于转子的运动速度与该旋转磁场的频率保持一致,因此转矩也会产生。
转矩的作用使得转子继续旋转,从而实现电动机的正转。
4.单相电动机的反转原理在单相电动机的反转过程中,需要改变电动机的供电方式,使其能够逆向旋转。
(1)停机:首先,需要停止电动机的运行。
可以通过切断电源或通过刹车装置等来实现。
(2)改变电源接线方式:在停机后,需要改变电源接线方式,使电源正、负极与电动机的起动绕组和主绕组相接反向。
这将导致电动机的磁场方向反向,从而使得电动机在反向旋转时产生转矩。
(3)启动:当电源接线方式改变后,可以重新启动电动机。
在启动过程中,起动绕组上的电容器仍然会被充电,形成一个辅助磁场,使转子带动并开始反向旋转。
同时,主绕组中的电流也会发生变化,产生一个反向的旋转磁场,进一步增强电动机的转矩,从而实现电动机的反转。
综上所述,单相异步电动机的正反转原理主要是通过在电动机上设置起动绕组和运行电容器,改变电源接线方式来实现。
图3 单相异步电动机的机械特性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。
(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图1 单相交变磁场相等,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。
单相异步电动机的反转与调速在日常生活中常需要对单相异步电动机进行反转和调速控制,如家用电器中洗衣机的正反转洗涤、调速及电风扇的调速等。
下面分别介绍这两种控制电路的组成原理。
一、单相异步电动机的反转要使单相异步机反转就必须改变旋转磁场的转向。
改变旋转磁场转向可通过把工作绕组(或启动绕组)的首端和末端与电源的接线对调、把电容器从一组绕组中改接到另一组绕组中等方法实现。
1.单相电容分相式异步电动机的反转控制单相电容分相式异步电动机需要变换旋转方向时,可以通过反接启动绕组或工作绕组的接线来实现。
把启动绕组或工作绕组中的一组首端和末端与电流的接线对调。
因为异步电动机的转向是从电流相位超前向电流相位落后的绕组旋转的,如果把其中的一个绕组反接,等于把这个绕组的电流相位改变了180。
,假若原来这个绕组是超前90,则改接后就变成了滞后90,结果旋转磁场的方向随之改变。
图3-16所示的是用双掷开关控制实现正反转的示意图,图3-17是用T形接法实现正反转的示意图。
有的电容分相式单相电动机也可通过改变电容器的接法来改变电动机的转向。
图3-18所示为洗衣机正反转控制示意图,当定时器开关处于图中所示位置时,电容器串联在工作绕组Lz上,电流IL z超前于ILf相位约90;经过一定时间后,定时器开关将电容从Lz绕组切所,串联到启动绕组Lf,则电流ILf超前于相位ILf约90,从而实现了电动机的反转。
这种单相异步电动机的工作绕组与启动绕组可以互换,所以工作绕组、启动绕组的线圈匝数、粗细,、占槽数都应相同。
2.罩极式单相异步电动机的反转控制外部接线无法改变罩极式电动机的转向,因为罩极电动机的旋转方向永远是从磁极的未罩部分转到被罩部分,内部结构决定了转向。
因此,要使它反转,必须改变其磁极的安装位置,这显然是很不方便的。
为了达到可反转的要求,人们设计了一种特殊形式的罩极电动机,磁极分成四个极靴,极靴上绕几匝粗绝缘导线作为罩极启动绕组,每个相对的绕组串联,用双掷开关使其交替短接,如图3-19所示。
单相异步电动机正反转控制的两种方法单相异步电动机在工农业生产及人们日常生活中应用非常广泛。
根据实际需要,不仅要电机正转,有时还要使其反转。
下面笔者就来同大家一起讨论着个问题,并谈谈自己的一些看法。
单相异步电动机有两个定子绕组,一个是主绕组,即工作绕组,产生主磁场;另一个是副绕组,即辅助绕组(启动绕组),用来与主绕组共同作用而产生旋转磁场,使电动机产生启动转矩。
这两个绕组在空间上相差90°,通常是启动绕组串联一个适当容量的电容器。
要想单相异步电动机反转就必须改变旋转磁场的方向,使旋转磁场反转。
而要改变磁场的旋转方向就需将两个绕组(工作绕组和启动绕组)中任一个绕组的电流相位发生改变180°。
那么如何实现这种改变呢?1、启动绕组与工作绕组互换对于单相电容式电动机,将启动电容器从一个绕组改接到另一个绕组上即可实现电动机的正反转。
这种方法改变转向,电路简单,适用于频繁正反转的场合。
比如,家用洗衣机。
但是这种方法有一定的局限性,它只适用于启动绕组与工作绕组的技术参数(线圈匝数、粗细等)都相同的电动机。
如下图:(图一)上图一所示,U1U2、V1V2分别为工作绕组和启动绕组,C为启动电容,K为控制开关,L、N为电源接线端。
当开关K与上触点接触时,电机正转;当开关K与下触点接触时,电机反转。
其等效电路如下:(图二)从图二可看出,电机反转时,电机工作绕组与启动绕组进行了互换连接。
2、工作绕组或启动绕组任一组的首端与末端对调这种方法的实质是将其中任一套绕组反接,使之电流相位改变180°。
主要用于启动绕组与工作绕组技术参数不相同电容(电阻)启动异步电动机。
为了方便接线,生产厂家往往使用统一标准的接线板将电动机绕组线引出,如下图三所示,U1U2,V1V2分别为工作绕组和启动绕组,C为外接电容器,K为电动机内部的离心开关。
电动机启动后,当转速达到80%时左右时,K断开,切除V1V2,工作绕组拖动负载运行。
浅析单相异步电机启动和正反转的原理与控制单相异步电机是一种常见的交流电动机,其启动和正反转的原理与控制较为简单。
本文将从以下几个方面进行探讨:单相异步电机的结构、启动方式、正转和反转控制等。
一、单相异步电机的结构单相异步电机主要由定子、转子和起动电容器组成。
定子上绕有一个主磁场线圈和一个辅助磁场线圈,转子是一个闭合的铝或铜导体,与定子之间通过空气隙相互作用。
二、单相异步电机的启动方式单相异步电机的启动方式主要有直接启动和间接启动两种方式。
1.直接启动:通过将电压直接施加在电机上来启动电机,但由于单相电源的特点,单相电机无法自行旋转,所以在启动过程中需要额外的启动装置来产生一个旋转磁场。
直接启动方式适用于小功率的单相异步电机。
2.间接启动:通过引入一个起动电容器来改变电机定子的电流相位差,使得电机能够自行启动。
起动电容器能够产生一个辅助电流,使得电机能够旋转起来。
间接启动方式适用于大功率的单相异步电机。
三、单相异步电机的正转和反转控制单相异步电机的正转和反转控制主要通过改变定子和转子之间的电流相位差来实现。
1.正转控制:通过连接定子的主磁场线圈和电源,在定子产生的磁场的作用下,使得转子跟随着磁场旋转。
在正转过程中,电流的相位差保持不变,电机能够以一定的速度旋转。
2.反转控制:通过改变转子的电流相位差来改变电机的旋转方向。
在反转过程中,通过改变电流相位差,使得电机的磁极发生变化,从而改变电机的旋转方向。
四、单相异步电机的控制方法单相异步电机的控制主要通过改变电容器的电容值或者改变电流的相位差来实现。
1.改变电容值:通过增大或减小起动电容器的电容值来改变电机的转速。
增大电容值可以提高电机的转速,减小电容值可以降低电机的转速。
2.改变电流相位差:通过改变定子线圈的绕组方式或者改变接入的电源相位来改变电流的相位差。
改变电流相位差可以改变电机的转向。
在控制方面,可以采用电子控制方法,如通过使用可编程控制器(PLC)或者直流调速器来实现对单相异步电机的控制。
异步电机的正反转控制原理
异步电机的正反转控制原理是通过改变电源的相序来实现的。
异步电机是由转子和定子组成的,当电源的相序发生改变时,定子的磁场方向也会发生改变,进而改变了转子的磁场方向。
根据右手定则,当定子的磁场方向改变时,转子就会发生反向转动。
具体来说,正转控制和反转控制的原理如下:
1. 正转控制:当期望电机正转时,需要将电源的相序设置为正常顺序,即依次通电给各个相,使得定子的磁场方向保持一个确定的方向。
这样,定子的磁场就会产生一个旋转磁场,而转子会被这个旋转磁场牵引,从而实现正转运动。
2. 反转控制:当期望电机反转时,需要将电源的相序逆序设置,即逆序依次通电给各个相。
这样,定子的磁场方向也会逆序改变,导致定子磁场方向与转子磁场方向的差别进一步加大,从而使转子发生反方向的转动。
总结来说,异步电机的正反转控制可以通过改变电源的相序来改变定子磁场的方向,实现转子的正向或反向运动。
单相异步电动机反转原理及接线图一、工作原理单相交流电动机只有一个绕组,转子是鼠笼式的。
当单相正弦电流通过定子绕组时,电动机就会产生一个交变磁场,这个磁场的强弱和方向随时间作正弦规律变化,但在空间方位上是固定的,所以又称这个磁场是交变脉动磁场。
这个交变脉动磁场可分解为两个以相同转速、旋转方向互为相反的旋转磁场,当转子静止时,这两个旋转磁场在转子中产生两个大小相等、方向相反的转矩,使得合成转矩为零,所以电动机无法旋转。
当我们用外力使电动机向某一方向旋转时(如顺时针方向旋转),这时转子与顺时针旋转方向的旋转磁场间的切割磁力线运动变小;转子与逆时针旋转方向的旋转磁场间的切割磁力线运动变大。
这样平衡就打破了,转子所产生的总的电磁转矩将不再是零,转子将顺着推动方向旋转起来。
要使单相电动机能自动旋转起来,我们可在定子中加上一个起动绕组,起动绕组与主绕组在空间上相差90度,起动绕组要串接一个合适的电容,使得与主绕组的电流在相位上近似相差90度,即所谓的分相原理。
这样两个在时间上相差90度的电流通入两个在空间上相差90度的绕组,将会在空间上产生(两相)旋转磁场,如图2所示。
在这个旋转磁场作用下,转子就能自动起动,起动后,待转速升到一定时,借助于一个安装在转子上的离心开关或其他自动控制装置将起动绕组断开,正常工作时只有主绕组工作。
因此,起动绕组可以做成短时工作方式。
但有很多时候,起动绕组并不断开,我们称这种电动机为电容式单相电动机,要改变这种电动机的转向,可由改变电容器串接的位置来实现。
二、正反转接线图图一单相电动机要经过分相才能形成旋转磁场。
一般需要有两个绕组,一个是主绕组,另一个就是启动绕组。
两者相差90°电工角。
主绕组直接和L、N相连,启动绕组则串联电容后与电源相连。
这样,启动绕组由于电容有使电流超前于电压的功能,和主绕组的电流产生相位差并形成旋转磁场,使电机启动。
要使电机反转,只要把启动绕组与电源的接线的头尾对调一下就行了。
单相异步电动机的工作原理
单相异步电动机是一种通过电磁感应原理实现转动的电动机。
它的工作原理基于相位差的产生和旋转磁场的感应。
具体来说,单相异步电动机的转子采用铝条或铜条等导体材料制作,被安装在电机的轴上,并与电源相连,形成一个闭合的回路。
当电机通电时,电流经过转子产生旋转的磁场。
同时,定子中产生的磁场也与转子磁场相互作用。
在正常情况下,转子的磁场和定子的磁场是同步的,它们的磁场线是平行的。
然而,由于单相电源的电流是单一的交流电,其波形为正弦波。
在正弦波的一周期内,有两个正向电流峰值和两个零点,这意味着电流方向和大小在时域上是变化的。
因此,在一个周期内,转子的磁场也需要改变其方向和大小,以适应电流的变化。
为实现这一变化,转子上的铝条或铜条需要有电流的流动,并且需要考虑到电流方向的变化。
在铝条或铜条受到电流的作用时,由于电阻存在,会产生电流的流动和磁场的产生。
这个磁场会与定子磁场相互作用,产生一个力矩,驱使转子转动。
这个过程通过电磁感应实现了电能转化为机械能的转变。
需要注意的是,由于单相电源的电流是交流的,且只有一个相位,所以单相异步电动机存在起动困难的问题。
为了解决这个
问题,通常需要额外的启动装置(如启动电容器),以帮助转子起动并生成足够的转矩。
总的来说,单相异步电动机通过电磁感应的原理,利用电流的变化和磁场的相互作用,从而实现了由电能到机械能的能量转换。
这使得单相异步电动机在家庭和办公环境中广泛应用于驱动各种设备和机械装置。
单相鼠笼式异步电动机的工作原理单相鼠笼式异步动机由单相电源供电,它直接接到 220 伏单相交流电源上就能工作,但要采取一定的措施,否则启动不起来.我们日常生活用的一些家用电器,如空调器、 电冰箱、 洗衣 机、电扇等广泛应用着单相异步电动机.单相异步电动机的工作原理当给三相异步电动机的定子三相绕组通入三相交流电时,会形成一个旋转磁场,在旋转磁场的作用下,转子将获得启动转矩而自行启动.当三相异步电动机通入单相交流电时就不能产 生旋转磁场.下面来分析单相异步电动机定子绕组通入单相交流电时产生的磁场情况.如下图所示为一台简单的单相异步电动机原理图,定子铁心上布置有单相定子绕组,转子为鼠笼结构.交流电流波形电流正半周产生的磁场 电流负半周产生的磁场当向单相异步电动机的定子绕组中通入单相交流电后,由上图可见,当电流在正半周与负半周不断交变时,其产生的磁场大小与方向也在不断变化〔按正弦规律变化〕 ,但磁场的轴线 则沿纵轴方向固定不动,这样的磁场称为脉动磁场.当转子静止不动时转子导体的合成感应电动势和电流为 0,合成转矩为 0,因此转子没有启动转矩.故单相异步电动机如果不采取一定的措施,单相异步电动机不能自行启动,如果用 一个外力使转子转动一下,则转子能沿该方向继续转动下去.单相异步电动机根据其启动方法或者运行方法的不同,可分为单相电容运行电动机; 单相电45 90 225 315 360 270 135 180 t容启动电动机;单相罩极式电动机等.下面分别介绍.单相异步电动机容量普通较小,运行性能较差.图 1 单相电容运行异步电动机原理图<a>接线图<b>电流相量图图 1 是单相电容运行异步电动机工作原理图.单相电容式异步电动机的定子铁芯上嵌放两套绕组:主绕组 U1—U2 〔主绕组又称工作绕组〕和副绕组 Z1—Z2 〔副绕组又称启动绕组〕 . 两套绕组在空间的位置上互差 90 度电角度.在启动绕 Z1—Z2 中串入一个电容器 C 后再与工作绕组并联,然后接到单相电源上.设流过启动绕组 Z1-Z2 的电流为 iz,流过工作绕组 U1—U2 的电流以为 iu,当接上电源后,由于电容的充放电作用,iz 落后于 iu90 度,流过两套绕组的电流 iz 与 iu 在相位上相差 90 度,如图 2 所示.设电动机两个绕组接上交流电源后,电流为正值时,电流从绕组的头端进去尾端出来;电流为负值时,电流从绕组的尾端进去头端出来.从图 2 可看到:在 t=0 瞬间,iz=0,绕组 Z1—Z2 中无电流流过;而这瞬时 iu 为负的最大值,绕组 U1—U2 中电流由 U2 进 Ul 出.用右手定则可判断,此时电动机中会产生如图 2 所示磁场,其合成磁场方向向下.从图 2 可看到:在ωt=π/2 瞬间,iu=0,绕组 U1—U2 中无电流流过;这瞬间 iz 为正的最大值,绕组 Z1-Z2 中电流从 Z1 进Z2 出.此时电动机内磁场分布如图 2 所示,其合成磁场方向较 t=0 时刻顺时针方向旋转了 90 角度.在ωt=3 π/2 瞬间,iz=0,绕组 Z1—Z2 中无电流流过;这瞬间 iu 为正的最大值,绕组 U1 —U2 中电流从 U1 进 U2 出.此时电动机内磁场分布如图 2 所示,其合成磁场方向较t=π/2 时刻顺时针方向旋转了 90 角度.依此类推,可看到单相鼠笼式异步电动机中 iz 与 iu 两个电流在单相异步电动机中产生的合成磁场也是旋转磁场,如图 2 所示.单相鼠笼式异步电动机转子也是鼠笼式转子,即转子绕组是两端由短路环连接的鼠笼条. 鼠笼条反方向切割旋转磁场 ,产生感应电动势和感应电流 .在旋转磁场作用下,受电磁力使转子转动.只要改变工作绕组或者启动绕组的首端、尾端与电源的接线,就可改变旋转磁场旋转方向,控制电动机的正反转.单相机电正反原理只要把工作绕组或者启动绕组的两个接线对调一下就行,产生相反方向的磁场,机电就反转了.左边是单向运转的电路图.右边是正反转的电路图,如双桶洗衣机的洗涤机电.正反转的机电,普通将运行绕组与启动绕组做成一样,可以互换.单相机电有两个绕组:主绕组又称工作绕组或者运行绕组,副绕组又称启动绕组,有的小负载单相机电这两个绕组彻底一样,互相可以交换,但多数单相机电〔带较大负载的农用机电〕为了增大启动力矩,副绕组线圈细、匝数多、阻值大;副绕组与主绕组之间有一启动电容;只要交换两个绕组中的一个绕组的首尾接线就可反转,交换电源 L/N 是无效的.当两绕组彻底一样,机电可能是三端子接线,1,3 为两绕组的公共接线端,接交流电源的 L, 2/4 端子之间联有启动电容, 如果交流电源的 N 端接端子 2 为正转,则 N 改接端子 4 为反转;如果是四端子,见图四接线;图 3:三端子单相机电[两绕组相同]图四:四端子单相机电[两绕组相同]农用单相机电的主/副绕组不一样,不能采用上面交换主/副绕组的做法,否则,会烧坏机电, 普通应有四个端子:1/2 为主绕组,3/4 为副绕组,正转见图五:图五如果要反向转动,正确的做法是交换一个绕组的首尾接线,主副绕组的区分很简单,根据阻值就可判断出.<本文转自电子工程世界: eeworld ./mndz/2022/0317/article_15165.html>一、单相异步电动机的结构单相异步电动机中,专用机电占有很大比例,它们的结构各有特点,形式繁多.但就其共性而言,电动机的结构都由固定部份---定子、转动部份----转子、支撑部份---端盖和轴承等三大部份组成.1、机座2、铁心3、绕组4、端盖5、轴承6、电容7、铭牌1、机座机座结构随电动机冷却方式、防护型式、安装方式和用途而异.按其材料分类,有铸铁、铸铝和钢板结构等几种.铸铁机座,带有散热筋.机座与端盖联接,用螺栓紧固.铸铝机座普通不带有散热筋.钢板结构机座,是由厚为 1.5-2.5 毫米的薄钢板卷制、焊接而成,再焊上钢板冲压件的底脚.有的专用电动机的机座相当特殊,如电冰箱的电动机,它通常与压缩机一起装在一个密封的罐子里.而洗衣机的电动机,包括甩干机的电动机,均无机座,端盖直接固定在定子铁心上.2、铁心铁心包括定子铁心和转子铁心,作用与三相异步电动机一样,是用来构成电动机的磁路.3、绕组单相异步电动机定子绕组常做成两相:主绕组〔工作绕组〕和副绕组〔启动绕组〕 .两种绕组的中轴线错开一定的电角度. 目的是为了改善启动性能和运行性能.定子绕组多采用高强度聚脂漆包线绕制.转子绕组普通采用笼型绕组.常用铝压铸而成.4、端盖相应于不同的机座材料、端盖也有铸铁件、铸铝件和钢板冲压件.5、轴承轴承有滚珠轴承和含油轴承.电风扇电动机结构单相电容运转异步机电工作原理与故障分析 [复制]发表于 2022-1-22 14:56:14一、单相异步机电的定义与标识说明1、单相异步机电是指由单相电源供电的电动机,但它并不表示机电的定子上惟独一相绕组, 它是由空间上相差90°相位角的两套绕组构成,二者共同产生旋转磁场,在转子上产生转矩而旋转的电动机.2、YD〔S〕Kaa-bc 所代表的意义Y—异步; D〔S〕—单〔双〕轴; K—空调用; aa 代表功率名义值; b 代表极数; c 为设计序号或者其它意义以 YDK24-6 T 为例说明如下设计序列号为 T、功率名义值为 24W 、极数为 6 极的单轴伸空调用异步电动机.1、固定部份—定子;由定子铁芯、定子绕组和机座〔壳〕组成.定子铁芯是机电磁路的一部份,普通由 0.5mm 硅钢片叠压而成,片与片之间相互绝缘,以减少涡流损耗.定子绕组普通由高强度聚酯漆包线绕制而成.机座〔或者机壳〕普通由A3 钢板冲制而成,大机电〔单相〕则是钢板卷筒后在与铸铝端盖配合而成,三相机电普通均为铸铁机座.2、转动部份—转子:由转子铁芯、转子绕组〔纯铝〕、转轴〔45#碳结钢〕组成.单相电容运转异步机电与三相机电的区别:三相机电的绕组在空间按120°电角度分布,单相异步机电则按则按90°电角度分布,见下图.在单相机电中,由于单相绕组产生的是脉振磁场,机电没有起动转矩,不能起动,如右图表示:i=Icosωt要使单相机电具有起动转矩并旋转,就必须使其分相,普通的,单相机电分相有以下几种型式:1、电阻分相2、电容分相3、罩极分相空调风机用单相异步机电几乎均采用第二种方式,即要使单相机电既能运转又能独立启动, 就必须在机电定子铁芯中嵌放轴线在空间相隔90°电角度的两相绕组,其中一相绕组称为主绕组〔用 M 表示〕 .另一相称为副绕组或者起动绕组〔用 A 表示〕 .副绕组串接一移相元件电容器,形成事实上的两相电源.原理如下图示:在单相机电中,若定子上的主、副两相绕组彻底对称,两相绕组接到两相对称电源上,则与 4 页三相机电图示一样,也产生在空间旋转的圆形旋转磁场.可见对称两相绕组通入对称两相电流产生的旋转磁势与三相机电产生旋转磁势一样.其旋转速度与电源频率和机电极数有关:即 n=2×60f/p,其中"f"—电源频率〔Hz〕"p"—机电极对数"n"—磁场旋转转速,即机电同步转速〔r/min〕当机电中磁场以n速度旋转时,处于旋转磁场中的转子导条就会切割磁力线而产生感应电势和感应电流,感应电流在磁场的作用下产生电磁力和电磁力矩,行成一定的转速n’.普通情况下机电转速n’不等于旋转磁场转速n.因为n’= n 时,转子导条相对旋转磁场是静止的, 导条中就不会产生感应电势和感应电流,机电就不会产生电磁力矩,机电转速就会自然下降. 因转子速度始终低于旋转磁场速度,故称此种机电为"单相异步电动机".前面讲到,单相绕组产生的是一个脉振磁场,因此单相机电的启动转矩为零,即机电不能自行启动,要使单相机电能够自行启动,就必须如同三相异步机电一样,在机电内部产生一个旋转磁场.产生旋转磁场最简单的方法是在两相绕组中通入相位不同的两相电流.因此在单相异步机电中必须有两套绕组,一套为工作绕组,另一套为副绕组或者启动绕组,工作绕组或者主绕组 M 与副绕组A 的轴线在空间相隔90°电角度,副绕组串联一个适当的电容 C〔电容选配不当会使机电系统变差,如片面增大或者减小电容量,负序磁场可能加强,使输出功率减小性能变坏, 磁场可能会由圆形或者近似圆形变为椭圆形〕再与工作绕组并接于电源.由于副绕组串联了电容, 所以副绕组中的电流在相位上超前于主绕组电流,这样由单相电流分解成具有时间相位差的两相电流 M 和 A<也就是事实上的两相电流>,于是机电的两相绕组就能产生圆形或者椭圆形的旋转磁场.由于大多数情况下两相绕组总是不对称的,谐波分量较多,因此单相异步机电的性能总要比三相异步机电差得多.谐波对机电的影响主要有以下三个方面:1、使机电的附加损耗增加;2、引起机电振动并产生噪音;3、产生附加转矩,使机电的启动发生艰难〔某些位置较大、某些位置又较小、某些位置干脆就不能启动,削弱办法之一,就是采用斜槽转子.这就是我们看到的转子槽是斜的原因之一〕作为单相异步电动机其调速方法有三种:〔1〕变极调速;〔2〕降压调速;〔3〕抽头调速.在单相机电中,有倍极调速和非倍极调速之分.倍极调速机电普通定子上惟独一套绕组,用改变绕组端部联接方法获得不同的极对数以达到调整旋转磁场的转速.在极数比较大的变极调速中,定子槽中安放两套不同极数的独立绕组,实际上相当于两台不同极数的单速机电的组合,其原理和性能与普通单相异步机电一样降压调速方法不少,如串联电抗器〔吊扇〕、串联电容、自耦变压器和串联可控硅调压调速. 空调中最常用的调压调速是可控硅〔塑封〕调压调速.可控硅调速是改变可控硅导通角的方法,改变电动机端电压的波形,从而改变了电动机的端电压的有效值.可控硅导通角α1=180°时,机电端电压为额定值,α1<180°时电压波形如下图实线部份,机电端电压有效值小于额定值,α1 越小,电压越低,如下图:塑封 PG 机电就是可控硅降压调速.对于塑封 PG 机电,其绕组工作原理与抽头机电一致,但不同之处在于塑封 PG 机电的输入电压不是直接接到电源上的,而是通过可控硅的输出端施加电压于机电上的,其可控硅的输出电压是可调节的.其电气原理图见图 3,调速是利用机电输出转矩与机电输入电压成近似一次关系,通过改变机电输入电压来改变机电的输出转矩,起到调节机电转速的作用,其原理如下图示:该结构是在机电的轴上装有一个磁环,它普通有 6 极磁环与 2 极磁环 2 种.当机电转子旋转一圈时,磁环也旋转一圈,磁环与 PG 板中的霍尔元件相感应,6 极磁环会在 PG 板的 OUTPUT〔白〕脚中输出 3 个脉冲,2 极磁环会输出 1 个脉冲,这样根据输出脉冲的数量就可以知道机电的转速.在可控硅中设定有预定的转速值,将它与从 PG 块中采样取得的转速值相比较,当转速偏低时,则提高可控硅的输出电压〔可控硅导通角变大〕 ,当转速偏高时,则降低可控硅的输出电压〔可控硅导通角变小〕 ,这样通过 PG 信号的反馈调节可控硅输出电压就实现了对机电的平滑调速.由于可控硅的输出电压不会高于其输入电压,因此在机电设计时要保证机电达到高风档的转速时其可控硅的电压不高于工作的额定电压.如我国额定电压为 220VAC,则设计时的可控硅电压普通设计为 180VAC~200VAC 摆布.此参数值设定太低则造成机电材料浪费,且可控硅若损坏击穿后机电直通市网电压,其机电温升会较高;若此参数值设定过高则会造成市网电压降低时,有可能达不到设定的额定转速,影响空调的能力电容运转电动机在调速范围不大时,普遍采用定子绕组抽头调速.此时定子槽中放置有主绕组、副绕组与调速绕组,通过改变调速绕组与主、副绕组的联接方式,调整气隙磁场大小与椭圆度来实现调速的目的.普通电容运转单相机电,主绕组与副绕组嵌在不同的槽中,绕组与铁芯间由聚酯纤维无纺布〔DMDM 或者 DMD〕隔开,其在空间普通相差 90 度电角度,且副绕组通过串联一个工作电容器后与主绕组并接于电源.当机电通电后,主绕组与副绕组在气隙中共同形成一个有方向有幅值强度的旋转磁场.其方向与主、副绕组所处的空间位置等有关,它决定了机电的转向;其幅值强度则与主副绕组的参数设计有关,它决定了机电输出力矩的大小.该旋转磁场与转子鼠笼转子相互作用,使电动机按一定的方向旋转.若调换主副绕组的空间位置,则旋转磁场的旋转方向会相反,该反方向的旋转磁场与转子相互作用,使电动机的转向也会相反.抽头调速可分为 T 型抽头调速和 L 型抽头调速.L 型抽头调速又可分为主绕组抽头L-1 型和副绕组抽头 L-2 型. 目前最常用的是 T 型抽头调速和副绕组抽头L-2 型调速.原理路线图见下T 型抽头调速优点:中、低档运行绕组温升低;缺点:机电高档效率低,主绕组易形成匝间短路〔见企业技术标准 13 设计案例的 DC03.043-001"YDK29-8E 机电匝间短路案例分析"〕. L 型抽头调速优点:机电高档效力高,绕组不易形成匝间短路;缺点:中、低档运行绕组温升高.不论哪种调速,都各有优缺点,选用哪种除要考虑设计时要达到哪个结果,还要考虑机电的经济性,普通 L 型较经济〕 .A> 空载输入电流:是指机电在额定工作电压、额定电源频率、额定电容下、空载运行〔轴上输出功率为零〕情况下,流入电动机的电流称为空载电流.单位: A 或者mA.B>空载输入功率:是指机电在额定工作电压、额定电源频率、额定电容下、空载运行〔轴上输出功率为零〕情况下,输入电动机的功率.这部份功率消耗主要表现在磁场储能,定、转子绕组铜耗和铝耗,交变磁通在铁芯损耗,通风、轴承磨擦产生机械损耗.单位: W 〔瓦〕C>负载输入电流:是指电动机在额定工作电压、额定电源频率、额定电容、带额定负载运行在额定转速下,所输入机电的电流.单位: A 或者mA.D>额定负载输出功率:是指电动机在额定电压、额定电源频率、额定电容、带额定负载运行在额定转速下,轴伸所输出的有功功率.单位: W 〔瓦〕E>温升:指电动机在额定测试条件下运行,内部绕组与铁芯部份的温度相对于测试环境温度的升高值. 目前较常用的测试温升方法为绕组电阻法.F>噪音:机电噪音可分为机械噪音和电磁噪音.机械噪音通常由机电装配不良定、转子磨擦与轴承声等形成.电磁噪音通常由定、转子气隙不均匀或者磁场过于饱和造成,定、转子气隙不均匀受装配零部件同轴度的影响较大,磁场过于饱受所设计功率较大机电的材料限创造成.噪音用分贝 dB 表示.A〕整机噪音与振动:机电噪音值在某一频段存在峰值,此噪音峰值频段与整机固有频率相接近或者重合,形成共鸣、共振和整机噪音.整机预防与解决措施:在机电确认阶段将机电噪音峰值频段与整机固有频率错开〔这就是普通情况下一次送样不能成功的原因之一,也是我们一般遵循的,只要是系统中的对机电有影响的零部件如支架和风轮风叶等的改变,就必须装整机做噪音等测试〕机电,空调钣金件上加阻尼胶,调整风叶形状、增加机电支架刚性〔如04 年今年 3 月份汕头浮现较多 71S振动和噪音严重的问题,后将机电支架加强后上述现象全部消失〕、机电安装脚上加胶垫,调整空调板金件的形状、厚度,调整机电极数、定转子的槽配合、定转子直径、定转子气隙、转子斜槽度、铁芯长度、轴承距离等.B>转速不一致:风叶的变化〔不同厂家不同模号〕、蒸发器片距变化、风道的变化、测试环境的变化〔温度、湿度〕、机电工艺波动的原因〔铝环、定子端部高度控制、绕线模具变化、气隙变化、硅钢片材料变化等〕 .C>电磁声:定子椭圆、同轴度大、轴承距过大、端盖强度不够、磁路设计不对称.D>轴承声:装配过程轴承损坏、轴承油脂声、轴承与轴承室配合松动.E>磨擦声:定转子相擦、错片、异物、漆瘤与风轮风叶变形和转轴弯曲等.F>转速低:转子导条和端环截面过小、定转子气隙偏大;G>温升高:铁芯长度偏低、漆包线截面偏小〔即铁、铜耗过大〕、散热不良;H>机电冒烟:〔1〕绕组匝间短路;〔2〕焊接线不良导致接触电阻过大,机电发热;<3>电容器击穿,导致电路的容性成份消失,机电单相运行〔事实上机电无法运行,处于堵转状态〕;I〕机电漏电:机电内部或者引出线绝缘不良;J〕机电转速下降机电部份绕组匝间短路;电容器容量衰减;转子断条:K〕机电失速〔保护〕或者不转霍尔元件失效;可控硅击穿.即使霍尔元件正常,信号有反馈,但因可控硅已经击穿,电压已不可调;转子被异物卡滞或者机电无电和烧毁;在机电设计已是最优化状态下,下述要求可增加成本:1、负载不变情况下,要求提高转速〔即提高功率〕;M∝P/V M:力矩 P:功率 V:转速2、负载不变情况下,要求降低温升;1.气隙〔mm,普通选 0.25 到 0.35mm〕变小.气隙越小,谐波漏抗越大,导致最大转矩和启动转矩降低;同时杂耗增大、效率降低、温升增高;2.增多槽数.槽数多了,机电的漏抗减小,导致最大转矩和启动转矩有所增加,效率和功率因数有所增加,因为绕组分散,绕组接触铁芯的散热面积增加,温升会降低;3.定转子槽配合.如果槽配合选择不当,可引起较大的附加转矩〔使启动性能变坏,甚至启动不起来〕、附加损耗增大,导致温升增高;4.增加铁芯长度以降低磁密〔磁密很饱和时〕、增大漆包线直径以降低电密、使用铁损小的硅钢等从而降低温升.。
单相异步电动机的工作原理单相异步电动机是一种常见的电动机类型,广泛应用于家用电器、工业设备等领域。
它的工作原理是基于电磁感应和旋转磁场的相互作用。
1. 电磁感应原理单相异步电动机的工作原理基于电磁感应现象。
当通过电动机的定子绕组(主绕组)通以交流电时,会产生一个旋转磁场。
这个旋转磁场会切割定子绕组上的导线,从而在导线上产生感应电动势。
根据法拉第电磁感应定律,感应电动势的大小与旋转磁场的磁通量变化率成正比。
2. 工作原理单相异步电动机的定子绕组通常由两个线圈组成:主绕组和辅助绕组。
主绕组与电源相连接,辅助绕组通过一个起动电容器与主绕组相连。
当通电时,主绕组产生一个旋转磁场,切割定子绕组上的导线,产生感应电动势。
根据感应电动势的方向,定子绕组上的电流会发生变化,形成一个旋转磁场。
这个旋转磁场与主绕组的旋转磁场相互作用,产生一个力矩,推动电动机的转子开始旋转。
同时,辅助绕组通过起动电容器引入一个相位差,使得辅助绕组上的电流与主绕组上的电流之间存在一个相位差。
这个相位差使得电动机的转子能够启动,并保持旋转。
3. 起动过程单相异步电动机的起动过程可以分为两个阶段:起动阶段和运行阶段。
起动阶段:当电动机通电时,辅助绕组上的电流会先达到峰值,然后才是主绕组。
这是因为起动电容器的作用,它引入了一个相位差,使得辅助绕组上的电流能够更早地达到峰值。
这个相位差使得电动机的转子开始旋转,启动电动机。
运行阶段:一旦电动机启动,转子开始旋转,辅助绕组上的电流逐渐减小,而主绕组上的电流逐渐增加。
最终,两个绕组上的电流达到平衡,电动机进入稳定运行阶段。
4. 优缺点单相异步电动机的工作原理具有以下优点和缺点:优点:- 结构简单,创造成本低。
- 启动过程平稳,不需要额外的启动装置。
- 适合于家用电器等小功率应用。
缺点:- 起动转矩较小,适合于轻负载应用。
- 功率因数较低,会对电网产生一定的谐波和功率损耗。
- 效率较低,相对于三相异步电动机来说。
单相异步电动机的工作原理单相异步电动机是一种常见的交流电动机,广泛应用于家用电器、小型机械设备等领域。
它的工作原理是基于磁场的相互作用,通过交流电源的供电来产生旋转力。
1. 电动机构造单相异步电动机由定子和转子两部份组成。
定子是由电磁线圈绕制而成,通常采用双绕组结构。
转子是由铝条或者铜条制成的导体,通过轴承与定子相连。
2. 工作原理当单相异步电动机接通电源后,电流通过定子绕组,产生旋转磁场。
这个旋转磁场会与转子中的导体产生磁场相互作用,从而使转子受到力的作用,开始旋转。
3. 启动方式单相异步电动机通常采用启动电容器来实现起动。
在启动过程中,启动电容器会产生一个较大的相位差,从而使得转子产生一个旋转磁场。
当电动机达到运行速度后,启动电容器会自动断开。
4. 工作原理解析单相异步电动机的工作原理可以通过以下步骤解析:(1) 开始时,电源施加在定子绕组上,形成一个旋转磁场。
(2) 由于转子中的导体感应到定子磁场的变化,转子内部也会产生一个磁场。
(3) 转子中的磁场与定子磁场相互作用,产生力的作用,使得转子开始旋转。
(4) 转子旋转时,转子中的磁场也会随之旋转,与定子磁场的变化相互作用,继续产生力的作用,使得转子保持旋转。
(5) 由于转子的旋转速度稍低于定子磁场的旋转速度,因此转子会受到旋转力的作用,始终与定子磁场保持一定的相对速度。
(6) 电动机的输出功率由转子的旋转力决定,转子旋转速度越快,输出功率越大。
5. 特点和应用单相异步电动机具有以下特点:(1) 结构简单,创造成本低。
(2) 启动电容器可以使电动机在低速启动时提供额外的转矩。
(3) 转子由铝条或者铜条制成,具有良好的导电性能和耐高温性能。
(4) 适合于家用电器、小型机械设备等领域。
单相异步电动机的工作原理是通过磁场的相互作用来实现转子的旋转。
它具有结构简单、创造成本低、启动电容器提供额外转矩等特点,被广泛应用于家用电器和小型机械设备中。
单相异步电机正反转接线方法
单相异步电机是一种常见的电动机类型,其正反转接线方法是十分重要的。
下面将介绍单相异步电机正反转接线方法。
1. 单相异步电机的基本原理
单相异步电机是利用单相交流电源所产生的交变磁场作用于定子线圈,而使转子线圈产生感应电动势,从而产生转矩,使转子转动。
其中,定子线圈接通单相交流电源后,两相磁场相互作用,形成一个旋转的磁场,而转子内部的导体则受到旋转磁场的作用而产生感应电动势,从而在转子上产生转矩。
2. 单相异步电机正转接线方法
单相异步电机正转接线方法是将电机的两个端子分别接通单相交流电源的正负极,即将电源的一个极连接到电机的一端,另一个极则连接到电机的另一端。
这样,电机就能够顺时针方向旋转。
3. 单相异步电机反转接线方法
单相异步电机反转接线方法是将电机的两个端子交换连接单相交流电源的正负极,即将电源的一个极连接到电机的另一端,另一个极则连接到电机的一端。
这样,电机就能够逆时针方向旋转。
总之,单相异步电机正反转接线方法是十分简单的,只需将电机的两个端子分别接通单相交流电源的正负极,并根据需要交换连接即可实现正反转。
但在实际应用中,需谨慎操作,以免出现危险。
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单相电机的工作原理和功能特点单相电机正反转接线方法单相(电机)一般是指用单相交流(电源)(AC220V)供电的小功率单相异步电动机。
这种电机通常在定子上有两相绕组,转子是普通鼠笼型的。
两相绕组在定子上的分布以及供电情况的不同,可以产生不同的起动特性和运行特性。
单相电机的(工作原理)单相电机是一种使用交流电源的电机,其工作原理是基于(电磁感应)和电动原理。
具体而言,单相电机通常包括一个定子和一个转子。
定子上通常布置一组绕组,其中一部分绕组被称为主绕组,另一部分被称为辅助绕组。
当电源连接到这些绕组上时,它们会产生一个旋转的磁场,它的方向和大小取决于电源的频率和相位。
转子通常由一个铝制的圆盘组成,其内部存在铁芯。
当磁场在定子内旋转时,它会感应出转子内部的电动势,这会产生一个旋转力矩,使转子开始旋转。
由于(电流)的改变也会影响磁场的方向和大小,所以单相电机通常采用附加的起动设备,如启动(电容器)和启动(电磁铁)等,以保证电机启动时有足够的转矩。
总的来说,单相电机的工作原理是基于磁场的旋转和电的相互作用,通过适当的控制电流和磁场,在定子和转子之间产生转矩,使电机能够转动。
单相电机的功能特点单相电机是一种常见的电动机类型,具有以下功能特点:1. 简单易用:因为单相电机只需要一根电源线和一根中性线即可运行,因此安装和使用非常简单。
2. 体积小,重量轻:相较于三相电机,单相电机的体积和重量更为轻便,便于安装和搬运。
3. 使用范围广:单相电机可以用于许多不同的应用场合,如家用电器、小型(机械)设备、空调等。
4. 功率较小:通常情况下,单相电机的功率不如三相电机那么大,适合于小型应用。
5. 启动方式简单:单相电机的启动方式相对较为简单,不需要专业人士进行操作。
需要注意的是,由于单相电机的工作特性有些不同,其转矩波动比三相电机更大,故而在一些高精度的应用场合,可能不适合采用单相电机。
单相电机正反转接线方法单相电机一共有两组线圈,分别是主线圈和副线圈。
单相异步电动机工作原理
单相异步电动机是一种最早发展的电动机,由于结构简单、制造成本较低,广泛应用于家用电器和小型机械设备中。
其工作原理如下:
1. 电磁感应原理:当单相交流电通过电动机的定子线圈时,产生的磁场会影响到转子线圈。
由于单相交流电的特点,定子线圈所产生的磁场将随着电流的方向不断变化。
因此,转子线圈中将会感应到一个交变磁场。
2. 起动原理:单相异步电动机在启动时,通过一些特殊设计,使得转子线圈中的电流相位和定子线圈中的电流相位有一定的相位差。
这样,转子线圈中感应到的交变磁场将会产生一个旋转磁场。
3. 转矩原理:由于转子线圈中感应到的旋转磁场,使得转子线圈中的电流方向不断变化。
根据洛伦兹力定律,电流与磁场之间会相互作用,产生力的作用。
这个力将会导致转子线圈受到的作用力突然改变方向,从而产生转矩。
转矩的产生使得转子开始运动。
4. 运转原理:一旦转子开始运动,由于惯性和力矩的平衡,转子将继续维持运转。
当转子运动到与旋转磁场的转速相同的速度时,电流方向的变化也会跟随旋转磁场的变化,从而保持转子的稳定运转。
综上所述,单相异步电动机通过电磁感应原理和转矩原理来实
现转子的运转。
借助于起动原理,单相异步电动机可以在单相交流电的作用下实现自启动,并且在转速稳定后保持运转。
这种简单而有效的工作原理,使得单相异步电动机成为一种在家用电器和小型机械设备中广泛应用的电机类型。
异步电动机正反转工作原理首先,我们先了解一下异步电动机的基本结构。
异步电动机由定子和转子两部分组成。
定子是不动的部分,通常由一组绕在铁心上的绕组组成。
而转子则是可以旋转的部分,通常由绕在铁心上的导体环构成。
在工作时,通过对定子绕组通以三相交流电源,产生旋转磁场。
在正转工作状态下,定子绕组通过电源通以三相交流电流,产生旋转磁场。
这个旋转磁场将会感应到转子上的导体环中,并在导体环内部产生感应电流。
由于转子上的导体环是闭合的回路,感应电流将在导体环内部形成闭合回路。
导体环内的感应电流会与定子绕组中的磁场相互作用,产生力矩。
由于磁场是旋转的,因此感应电流所产生的力矩也会使转子跟随旋转磁场一起旋转。
这就是异步电动机正转的原理。
反转工作原理与正转类似,只是磁场的旋转方向相反。
在反转状态下,定子绕组通以三相交流电流,形成旋转磁场,但旋转方向与前述正转状态相反。
相应地,转子上的导体环感应到的磁场也相反。
在这种情况下,转子受到的力矩也与正转相反,使得转子与旋转磁场反方向旋转,实现反转工作。
在实际应用中,异步电动机通常通过控制电源的相序和频率来实现正反转。
要实现正转,电源的相序和频率必须与电动机的设计参数匹配。
相反,要实现反转,相序和频率需要相反。
因此,通过调整电源的相序和频率,可以实现异步电动机的正反转。
总结起来,异步电动机的正反转工作原理是基于电磁感应和旋转磁场的互作用。
通过定子绕组通以三相交流电流,形成旋转磁场,进而感应到转子上的导体环中的感应电流。
这些感应电流与定子绕组的磁场相互作用,产生力矩使得转子跟随旋转磁场一起旋转,实现正反转工作。
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图1 单相交变磁场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。
(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图3 单相异步电动机的机械特性为了便于分析,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。
3.由于转子中存在着方向相反的两个电磁转矩,因此理想空载转速n0小于旋转磁场的转速n1;与同容量的三相异步电动机相比,单相异步电动机额定转速略低,过载能力、效率和功率因数也较低。
二、单相异步电动机的启动单相异步电动机由于启动转矩为零,所以不能自行启动。
为了解决单相异步电动机的启动问题,可在电动机的定子中加装一个启动绕组。
如果工作绕组与启动绕组对称,即匝数相等,空间互差90°电角度,通入相位差90°的两相交流电,则可在气隙中产生旋转磁场,转子就能自行启动,如图4所示。
转动后的单相异步电动机,断开启动绕组后仍可继续工作。
图4 两相绕组产生的旋转磁场上述启动方法称为单相异步电动机的分相启动,即把单相交流电裂变为两相交流电,从而在单相异步电动机内部建立一个旋转磁场。
三、单相异步电动机的分类单相异步电动机的启动绕组和工作绕组由同一单相交流电源供电,如何把这两个绕组中电流的相位分开是很重要的。
单相异步电动机根据分相的方法不同可分为:单相电阻启动异步电动机、单相电容启动异步电动机、单相电容运行异步电动机、单相电容启动与运行异步电动机、单相罩极电动机等。
1.单相电阻启动异步电动机图4是单相电阻启动异步电动机的原理图。
单相电阻启动异步电动机的启动绕组匝数少、导线细;工作绕组匝数多、导线粗。
图4 单相电阻启动异步电动机图5 单相电容启动异步电动机两个绕组并联接在同一交流电源时,会流过不同相位的电流,启动绕组电流超前于工作绕组电流一个电角度,从而产生旋转磁场,获得启动转矩。
当转速上升后,自动断开启动绕组,实行单相运行。
单相电阻启动异步电动机常用于电冰箱的压缩机电动机中。
为了增大启动绕组电流与工作绕组电流的相位差,启动绕组在绕制时,往往会反绕若干匝数,以便减少有效匝数,达到减小电抗、增大电阻的目的,修理电动机时特别要注意这种情况,否则无法启动。
2.单相电容启动异步电动机如果在启动绕组中串入一个电容器,就构成了单相电容启动异步电动机,图5是它的原理线路图。
由于电容器的作用,使启动绕组中的电流超前于工作绕组电流一定的相位差。
当电容量合适时,可使相位差接近90°。
这样可使电动机在启动时获得最佳的旋转磁场。
所以这种单相异步电动机的启动转矩较大,启动电流较小,启动性能最好。
适用于各种满载启动的机械,如小型空气压缩机、木工机械等,在部分电冰箱压缩机中也采用。
上述两种电动机在启动过程接近结束时,离心开关S自动断开启动绕组,只留下工作绕组继续通电,工作在单相运行状态。
由于启动绕组工作时间短,所以按短时工作制设计,线径较细,不能长期通电工作。
3.单相电容运行异步电动机将单相电容启动异步电动机中的启动开关去掉,并将启动绕组的导线加粗,由短时工作方式变成长期运行方式,就组成了单相电容运行异步电动机。
如图6所示。
这时的启动绕组和电容器不仅在启动时起作用,运行时也起作用,这样可以提高电动机的功率因数和效率,所以这种电动机的工作性能最好。
图6 单相电容运行异步电动机图7 单相电容启动与运行异步电动机单相电容运行异步电动机的电容器容量是根据运行性能确定的,容量较小,所以启动性能不如单相电容启动异步电动机好,但是由于这种电动机不要启动开关,电容量小,结构简单,价格低,工作可靠,运行性能好,所以广泛应用于电风扇、洗衣机等单相用电设备中。
4.单相电容启动与运行异步电动机为了使单相异步电动机有好的启动性能,应该在启动绕组中串入一个大容量的电容器;而好的运行性能只需一个小容量电容器。
为了兼顾两者,可在启动绕组的回路中串入两个并联的电容器,其中容量较大的电容器串一个启动开关,图7就是单相电容启动与运行异步电动机的接线原理图。
启动时,两个电容器同时作用,电容量较大,电动机有较好的启动性能,当转速上升到一定程度时,开关S自动断开,只保留一个小电容器参与运行,确保运行时有较好的性能。
由此可见,单相电容启动与运行异步电动机,虽然结构复杂、成本较高,但各种性能是最好的,所以适用于空调、小型空气压缩机等功率较大的设备中。
5.单相罩极式异步电动机单相罩极式异步电动机是结构最简单的一种单相异步电动机。
按磁极形式不同可分为凸极式和隐极式两种。
凸极式按绕组形式又可分为集中绕组和分布绕组两种,转子都采用笼型结构,如图8所示。
(a)凸极式集中绕组罩极电动机(b)凸极式分布绕组罩极电动机图8 单相罩极式异步电动机的结构单相罩极式异步电动机在每个磁极的1/3~1/4处开有小槽,将磁极分成两部分。
在极面较小的那部分磁极上套装铜制短路环,就好像把这部分磁极罩起来一样,所以称罩极式电动机。
当罩极式电动机的定子绕组通入单相交流电后,在气隙中会形成一个连续移动的磁场,使笼型转子受力而旋转。
在交流电上升过程中,磁通量增加,根据楞次定律,短路环中产生感应电动势和电流,阻止磁通进入短路环,这时的磁通主要集中在磁极的未罩部分。
如图3—81中的电流时刻①和磁通方向①所示。
交流电达最大值时,电流和磁通量基本不变,短路环中的电动势和电流很小,基本上不起作用,磁通在整个磁极中均匀分布。
如图9中的电流时刻②和磁通方向②所示。
交流电下降过程中,磁通量减少,根据楞次定律,短路环中的电动势和电流阻止磁通量减少,使每个磁极中的磁通集中在被罩部分。
如图9中的电流时刻③和磁通方向③所示。
交流电改变方向后,磁通同样由磁极的未罩部分向被罩部分移动。
这样转子就跟着磁场移动的方向转动起来。
罩极式电动机的主要优点是结构简单,制造方便,成本低,便于自动化流水线生产,主要缺点是启动性能和运行性能都较差;转向只能由未罩部分向被罩部分旋转。
主要用于小功率空载启动的场合。
如微型电风扇、仪器仪表的风扇、电吹风等。
四、单相异步电动机的正反转要使单相异步电动机反转必须使旋转磁场反转,从图4两相旋转磁场的原理图中可以看出,有两种方法可以改变单相异步电动机的转向。
图11 串电抗器调速图12 定子(3)绕组抽头调速双向晶闸管调速图13 双向晶闸管调速如果去掉电抗器,又不想增加定子绕组的复杂程度,单相异步电动机还可采用双向晶闸管调速。
调速时,旋转控制线路中的带开关电位器,就能改变双向晶闸管的控制角,使电动机得到不同的电压,达到调速的目的,如图13所示。
具体的线路和原理将在电力电子技术的内容中介绍。
这种调速方法可以实现无级调速,控制简单,效率较高。
缺点是电压波形差,存在电磁干扰。
目前这种调速方法常用于吊扇上。
五、单相异步电动机的常见故障与处理单相异步电动机的维护与三相异步电动机相似,要经常注意电动机转速是否正常,能否正常启动,温升是否过高,声音是否正常。
振动是否过大,有无焦味等。
单相异步电动机的常见故障及处理方法见表1。
表1 单相异步电动机常见故障及处理方法故障现象可能的故障原因处理方法无法启动 1. 电源电压不正常2. 定子绕组断路3. 电容器损坏4. 离心开关触点接触不良5. 转子卡住6. 过载1. 检查电源电压是否过低2. 用万用表检查定子绕组是否完好,接线是否良好3. 用万用表检查电容器的好坏4. 修理或更换5. 检查轴承是否灵活,定转子是否相碰,传动机构是否受阻6. 检查所带负载是否正常启动缓慢,转速过低1. 电源电压偏低2. 绕组匝间短路3. 电容器击穿或容量减小4. 电机负载过重1. 找出原因提高电源电压2. 修理或更换绕组3. 更换电容器4. 检查轴承及负载情况电动机过热 1. 绕组短路或接地2. 工作绕组与启动绕组相互接错1. 找出故障处、修理或更换2. 调换接法3. 修理或更换离心开关。