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    單相電機的基本原理

    安徽皖南電機股份有限公司|發布時間:2014-12-11 09:06|4223查看

        單相電機一般是指用單相交流電源(AC220V)供電的小功率單相異步電動機。這種電機通常在定子上有兩相繞組,轉子是普通鼠籠型的。兩相繞組在定子上的分布以及供電情況的不同,可以產生不同的起動特性和運行特性。

         通常根據電動機的起動和運行方式的特點,將單相異步電動機分為單相電阻起動異步電動機、單相電容起動異步電動機、單相電容運轉異步電動機、單相電容起動和運轉異步電動機、單相罩極式異步電動機五種。

    當單相正弦電流通過定子繞組時,電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??;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,

        在這個旋轉磁場作用下,轉子就能自動起動,起動后,待轉速升到一定時,借助于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,起動繞組并不斷開,我們稱這種電機為單相電機,要改變這種電機的轉向,只要把輔助繞組的接線端頭調換一下即可。

         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,把磁極分成兩個部分,在小的部分上套裝上一個短路銅環,好象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,連接時必須使其產生的極性依次按N、S、N、S排列。當定子繞組通電后,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后90度的感應電流,此電流產生的磁通在相位上也滯后于主磁通,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。

         單相電機操作有兩種,第一種,在起動回路中接離心開關,這種接法一般用在空氣壓縮機,切割機,木工機床等負載大而不穩定的地方;第二種,在起動回路中不接離心開關,起動繞組和電容器不僅起動時起作用,運行時也起作用,這樣可以提高電動機的功率因數和效率,所以這種電動機的運行性能優于電容起動電動機。電容運轉電動機起動繞組所串電容器的電容量,主要是根據運行性能要求而確定的,比根據起動性能要求而確定的電容量要小,為此,這種電動機的起動性能不如電容起動電動機好。電容運轉電動機不要起動開關,所以結構比較簡單,價格比較便宜,主要應用于電風扇,空調風扇電動機,洗衣機等電機。


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