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单相电机阅读:275

    单相电机电机 的供应商一般是指用单相交流电源电源 的供应商(AC220V)供电的小功率单相异步电动机异步电动机 的供应商。是一种将电能转化为机械能的装置,通常单相异步电动机容量都较小,只需单相电源供电,使用方便,广泛应用于工农业及生活电器等领域。典型应用如:洗衣机洗衣机 的供应商、电风扇、冰箱、空调、水泵、鼓风机、榨汁机、豆浆机等。

工作原理/单相电机

    当单相正弦电流通过定子绕组时,电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,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,我们称这种电机为单相电机,要改变这种电机的转向,只要把辅助绕组的接线端头调换一下即可。

    在单相电动机中,产生旋转磁场的另一种方法称为罩极法,又称单相罩极式电动机。此种电动机定子做成凸极式的,有两极和四极两种。每个磁极在1/3--1/4全极面处开有小槽,把磁极分成两个部分,在小的部分上套装上一个短路铜环,好象把这部分磁极罩起来一样,所以叫罩极式电动机。单相绕组套装在整个磁极上,每个极的线圈是串联的,连接时必须使其产生的极性依次按N、S、N、S排列。当定子绕组通电后,在磁极中产生主磁通,根据楞次定律,其中穿过短路铜环的主磁通在铜环内产生一个在相位上滞后90度的感应电流,此电流产生的磁通在相位上也滞后于主磁通,它的作用与电容式电动机的起动绕组相当,从而产生旋转磁场使电动机转动起来。

电机种类/单相电机

    在家用电器设备中,常配有小型单相交流感应电动机。交流感应电动机因应用类别的差异,一般可分为分相式电动机、电容启动式电动机、永久分相式电容电动机、罩极式电动机、永磁直流电动机及交直流电动机等类型。

    电阻起动

    电阻起动单相电机的定子有两套绕组,一套是主绕组也叫运行绕组,另一套是副绕组,也叫起动绕组。它们一般在空间上相差90?电角度。副绕组通过一个起动开关和主绕组并接到单相电源上。当转子转速上升到同步速的75%?80%时(此处使具体应用,数值可能会不同),通过起动开关将副绕组切离电源,由主绕组单独工作。常用的起动开关,装在电机轴上,当转速达到同步速的75%?80%时,依靠离心块的离心力,克服弹簧的拉力或压力,使动触头与静触头脱离接触,切断副绕组电路。另一种是起动继电器,常用的有电流型起动继电器。它的吸引线圈串联在主绕组中,起动时主绕的起动电流较大,使继电器动作,电机的副绕组通过触头接到电源上。随着转速升高,主绕组中的电流减小,减小到一定程度时(视具体应用而定),继电器复位,副绕组的触头断开,脱离电源。

    电容起动

    电容起动单相电机的副绕组与起动电容器串联经启动开关与主绕组并接到单相电源上。副绕组回路呈容性,而主绕回路成感性,因此启动时副绕组的起动电流较主绕组的起动电流超前一个较大的角度。若电容器容量选择适当,可使副绕组电流刚好超前主绕组电流90度电角度,从而可得到比#电阻起动单相异步电动机更大的起动转矩,同时起动电流较小(与同容量电阻起动单相异步电动机相比而言)。

    电容运转

    电容运转单相电机不仅在起动时,在运转时也是一个两相电机。所以在运行时气隙中可以产生较强的旋转磁场,提高了他的运行性能,因而,它的功率因素、效率、过载能力都都比#电阻起动电机和#电容起动电机好#。由于副绕组需长期运行,故副绕组的电流密度应与主绕组的电流密度接近,且和副绕组串联的电容应选耐压较高的聚丙烯电容器。电容运转单相异步电动机的起动性能不如电容起动单相异步电动机,与其相比,它的起动转矩低,起动电流也大。

    双值电容

    双值电容单相电机的副绕组与两个并联的电容器串联后与主绕组并接单相电源。当电机转速达到同步速的75%?80%时,通过起动开关将起动电容器切离电源,而工作电容与副绕组继续参与运行。

    罩极单相

    罩极单相电机的结构分为隐极式和凸极式两种,其原理完全相同。隐极式具有分布绕组。凸极式每个极上具有集中绕组,极面约13处开有小槽。槽中放有短路环。短路环把部分磁极罩了起来,故称为罩极电机。罩极电机产生的起动转矩较小,只能使用在轻载起动的场合,即启动转矩小于额定转矩0.5倍的情况下。当因其结构简单,制造方便,常用在小型风扇,电唱机等起动转矩较小的场合。

    一般的三相交流感应电动机在接通三相交流电后,电机定子绕组通过交变电流后产生旋转磁场并感应转子,从而使转子产生电动势,并相互作用而形成转矩,使转子转动。但单相交流感应电动机,只能产生极性和强度交替变化的磁场,不能产生旋转磁场,因此单相交流电动机必须另外设计使它产生旋转磁场,转子才能转动,所以常见单相交流电机有分相启动式、罩极式、电容启动式等种类。

操作方法/单相电机

    第一种,在起动回路中不接离心开关,起动绕组和电容器不仅起动时起作用,运行时也起作用,这样可以提高电动机的功率因数和效率,所以这种电动机的运行性能优于电容起动电动机。电容运转电动机起动绕组所串电容器的电容量,主要是根据运行性能要求而确定的,比根据起动性能要求而确定的电容量要小,为此,这种电动机的起动性能不如电容起动电动机好。电容运转电动机不要起动开关,所以结构比较简单,价格比较便宜,主要应用于电风扇,空调风扇电动机,洗衣机等电机。

    第二种,在起动回路中接离心开关,电机静止时离心开关是接通的,给电后起动电容参与起动工作,当转子转速达到额定值的70%至80%时离心开关便会自动跳开,起动电容完成任务,并被断开。起动绕组不参与运行工作,而电动机以运行绕组线圈继续动作。这种接法一般用在空气压缩机,切割机,木工机床等负载大而不稳定的地方。

保养方法/单相电机

    专业电机保养维修中心电机保养流程:清洗定转子--更换碳刷或其他零部件--真空F级压力浸漆--烘干--校动平衡。

    1、使用环境应经常保持干燥,电动机表面应保持清洁,进风口不应受尘土、纤维等阻碍。

    2、当电动机的热保护连续发生动作时,应查明故障来自电动机还是超负荷或保护装置整定值太低,消除故障后,方可投入运行。

    3、应保证电动机在运行过程中良好的润滑。一般的电动机运行5000小时左右,即应补充或更换润滑脂,运行中发现轴承过热或润滑变质时,液压及时换润滑脂。更换润滑脂时,应清除旧的润滑油,并有汽油洗净轴承及轴承盖的油槽,然后将ZL-3锂基脂填充轴承内外圈之间的空腔的1/2(对2极)及2/3(对4、6、8极)。

    4、当轴承的寿命终了时,电动机运行的振动及噪声将明显增大,检查轴承的径向游隙达到下列值时,即应更换轴承。

    5、拆卸电动机时,从轴伸端或非伸端取出转子都可以。如果没有必要卸下风扇,还是从非轴伸端取出转子较为便利,从定子中抽出转子时,应防止损坏定子绕组或绝缘。

    6、更换绕组时必须记下原绕组的形式,尺寸及匝数,线规等,当失落了这些数据时,应向制造厂索取,随意更改原设计绕组,常常使电动机某项或几项性能恶化,甚至于无法使用。

起动方式/单相电机

图1

    220V交流单相电机起动方式大概分一下几种:

    第一种,分相起动式,如图1所示,系由辅助起动绕组来辅助启动,其起动转矩不大。运转速率大致保持定值。主要应用于 电风扇,空调风扇电动机, 洗衣机等电机。

    第二种,电机静止时离心开关是接通的,给电后起动电容参与起动工作,当转子转速达到额定值的70%至80%时离心开关便会自动跳开,起动电容完成任务,并被断开。起动绕组不参与运行工作,而电动机以运行绕组线圈继续动作,如图2。

图2

    第三种,电机静止时离心开关是接通的,给电后起动电容参与起动工作,当转子转速达到额定值的70%至80%时离心开关便会自动跳开,起动电容完成任务,并被断开。而运行电容串接到起动绕组参与运行工作。这种接法一般用在空气压缩机,切割机,木工机床等负载大而不稳定的地方。如图3。

图3

    带有离心开关的电机,如果电机不能在很短时间内启动成功,那么绕组线圈将会很快烧毁。

    电容值:双值电容电机,起动电容容量大,运行电容容量小,耐压一般大于400V

    正反转控制:

    图4是带正反转开关的接线图,通常这种电机的起动绕组与运行绕组的电阻值是一样的,就是说电机的起动绕组与运行绕组是线径与线圈数完全一致的。一般洗衣机用得到这种电机。这种正反转控制方法简单,不用复杂的转换开关。

    图1,图2,图3,正反转控制,只需将1-2线对调或3-4线对调即可完成逆转。

    对于图1,图2,图3,的起动与运行绕组的判断,通常起动绕组比运行绕组直流电阻大很多,用万用表可测出。一般运行绕组直流电阻为几欧姆,而起动绕组的直流电阻为十几欧姆到几十欧姆。

接线图/单相电机

    对单相电机的接线搞不清。我先对单相电机的正反转原理讲一下。单机电机里面有二组线圈,一组是运转线圈(主线圈),一组是启动线圈(副线圈),大多的电机的启动线圈并不是只启动后就不用了,而是一直工作在电路中的。启动线圈电阻比运转线圈电阻大些,量下就知了。启动的线圈串了电容器的。也就是串了电容器的启动线圈与运转线圈并联,再接到220V电压上,这就是电机的接法。当这个串了电容器的启动线圈与运转线圈并联时,并联的二对接线头的头尾决定了正反转的。比起三相两个绕组相同时可以这样连接如洗衣机,也可任一绕组两端对换,不然其他的只能两端对换,电动机的顺逆转控制,单相电动机要困难得多,一是因为单相电动机有启动电容、运行电容、离心开关等辅助装置,结构复杂;二是因为单相电动机运行绕组和启动绕组不一样,不能互为代用,增加了接线的难度,弄错就可能烧毁电动机。

调速方法/单相电机

    1、串电抗器调速

    将电抗器与电动机定子绕组串联,,利用电抗器上产生的压降使加到电机定子绕组上的电压低于电源电压,从而达到降低电动机转速的目的。此种调速方法,只能是由电机的额定转速往低调。多用在吊扇及台扇上。

    2、电动机绕组内部抽头调速

    通过调速开关改变中间绕组与启动绕组及工作绕组的接线方法,从而达到改变电动机内部气隙磁场的大小,达到调节电动机转速的目的。有L型和T型两种接法。

    3、交流晶闸管调速(最后图例网带调速电机就使用该原理)

    利用改变晶闸管的导通角,来实现调节加在单相电动机上的交流电压的大小,从而达到调速的目的。此方法可以实现无级调速,缺点是有一些电磁干扰。常用于电风扇的调速上。

    4、变频器调速。

    5、变极调速(比如二极变四极,六极八极)

电抗调速

    图为第一种,电抗调速。

    电容的作用:更改主副绕组的相位,让其保持一个相位差,这样定子与转子间形成旋转的磁场,转子转动。与三相电机类似,只是三相电机的旋转磁场是由三相自身的相位差通过绕组形成。

    Z点即为可调点,与调速控制器上的调节旋钮对应起来,调整旋钮,副绕组所承受的电压降低了,定子电压降低,而使转速降低。

    单相电机的应用,在传送带上,小功率负载,几百W。如果功率大了的话,超过1KW,我们最好还是选用变频器驱动。

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