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單相交流電動機只有一個繞組,轉子是鼠籠式的。當單相正弦電流透過定子繞組時,電動機就會產生一個交變磁場,這個磁場的強弱和方向隨時間作正弦規律變化,但在空間方位上是固定的,所以又稱這個磁場是交變脈動磁場。這個交變脈動磁場可分解為兩個以相同轉速、旋轉方向互為相反的旋轉磁場,當轉子靜止時,這兩個旋轉磁場在轉子中產生兩個大小相等、方向相反的轉矩,使得合成轉矩為零,所以電動機無法旋轉。當我們用外力使電動機向某一方向旋轉時(如順時針方向旋轉),這時轉子與順時針旋轉方向的旋轉磁場間的切割磁力線運動變小;轉子與逆時針旋轉方向的旋轉磁場間的切割磁力線運動變大。這樣平衡就打破了,轉子所產生的總的電磁轉矩將不再是零,轉子將順著推動方向旋轉起來。
要使單相電動機能自動旋轉起來,我們可在定子中加上一個起動繞組,起動繞組與主繞組在空間上相差90度,起動繞組要串接一個合適的電容,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。這樣兩個在時間上相差90度的電流通入兩個在空間上相差90度的繞組,將會在空間上產生(兩相)旋轉磁場,如圖2所示。在這個旋轉磁場作用下,轉子就能自動起動,起動後,待轉速升到一定時,藉助於一個安裝在轉子上的離心開關或其他自動控制裝置將起動繞組斷開,正常工作時只有主繞組工作。因此,起動繞組可以做成短時工作方式。但有很多時候,起動繞組並不斷開,我們稱這種電動機為電容式單相電動機,要改變這種電動機的轉向,可由改變電容器串接的位置來實現。
在單相電動機中,產生旋轉磁場的另一種方法稱為罩極法,又稱單相罩極式電動機。此種電動機定子做成凸極式的,有兩極和四極兩種。每個磁極在1/3--1/4全極面處開有小槽,如圖3所示,把磁極分成兩個部分,在小的部分上套裝上一個短路銅環,好像把這部分磁極罩起來一樣,所以叫罩極式電動機。單相繞組套裝在整個磁極上,每個極的線圈是串聯的,連線時必須使其產生的極性依次按N、S、N、S排列。當定子繞組通電後,在磁極中產生主磁通,根據楞次定律,其中穿過短路銅環的主磁通在銅環內產生一個在相位上滯後90度的感應電流,此電流產生的磁通在相位上也滯後於主磁通,它的作用與電容式電動機的起動繞組相當,從而產生旋轉磁場使電動機轉動起來。
單相非同步電動機
單相非同步電動機的定義
單相非同步電動機(single-phase asynchronous motor)是靠220V單相交流電源供電的一類電動機,它適用於只有單相電源(single-phase power)的小型工業裝置和家用電器中。
[編輯本段]單相非同步電動機的工作原理
在交流電機中,當定子繞組透過交流電流時,建立了電樞磁動勢,它對電機能量轉換和執行效能都有很大影響。所以單相交流繞組通入單相交流產生脈振磁動勢,該磁動勢可分解為兩個幅值相等、轉速相反的旋轉磁動勢和,從而在氣隙中建立正傳和反轉磁場和。這兩個旋轉磁場切割轉子導體,並分別在轉子導體中產生感應電動勢和感應電流 。
該電流與磁場相互作用產生正、反電磁轉矩。正向電磁轉矩企圖使轉子正轉;反向電磁轉矩企圖使轉子反轉。這兩個轉矩疊加起來就是推動電動機轉動的合成轉矩。
不論是還是,他們的大小與轉差率的關係和三相非同步電動機的情況是一樣的。若電動機的轉速是,
則對正轉磁場而言,轉差率為:
對反轉磁場而言,轉差率為:
單相非同步電動機的T-s曲線見左圖
由圖可知單相非同步電動機的主要特點有:
(1)n=0,s=1,T=T++ T- =0,說明單相非同步電動機無啟動轉矩,如不採取其他措施,電動機不能啟動。
(2)當s≠1時, T≠0,T無固定方向,它取決於s的正、負。
(3)由於反向轉矩存在,使合成轉矩也隨之減小,故單相非同步電動機的過載能力較低。
電容分相式起動工作原理
啟動時開關K閉合,使兩繞組電流I1,I2相位差約為90°,從而產生旋轉磁場,電機轉起來;轉動正
常以後離心開關被甩開,啟動繞組被切斷。
罩極式單相電機的工作原理
定子通入電流以後,部分磁通穿過短路環,並在其中產生感應電流。短路環中的電流阻礙磁通的變化,致使有短路環部分和沒有短路環部分產生的磁通有了相位差,從而形成旋轉磁場,使轉子轉起來。
上圖中電機的轉動方向:瞬時針旋轉。因為沒有短路環部分的磁通比有短路環部分的磁通領先。
單相非同步電機的使用
單相非同步電動機功率小,主要製成小型電機。它的應用非常廣泛,如家用電器(洗衣機、電冰箱、電風扇)、電動工具(如手電鑽)、醫用器械、自動化儀表等。
回覆列表
廣泛用於家用電器如空調、洗衣機、甩幹機、吸塵器、電風扇等,廚房裝置如冰箱、絞肉機、和麵機、榨汁機等,電動工具如電鑽、電鋸、電刨、打磨機等,小型工農業生產裝置如小型車床、磨床、銑床、電摩、水泵等,還有些服務裝置如打包機、按摩器等。