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    小功率單相異步電動機(jī)性能介紹

    2018-07-23 06:51:08  來源:上海梁瑾機(jī)電設(shè)備有限

    小功率單相異步電動機(jī)性能介紹

    小功率單相異步電動機(jī)性能介紹--上海梁瑾機(jī)電設(shè)備有限公司,單相電機(jī)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(jī)。這種電機(jī)通常在定子上有兩相繞組,轉(zhuǎn)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(chǎn)生不同的起動特性和運行特性。

    單相電機(jī),是指由220V交流單相電源供電而運轉(zhuǎn)的異步電動機(jī)。因為220V電源供電非常方便經(jīng)濟(jì),而且家庭生活用電也都是220V,所以單相電機(jī)不但在生產(chǎn)上用量大,而且也與人們?nèi)粘I睿芮邢嚓P(guān),尤其是隨著人民生活水平的日益提高,家用電器設(shè)備的單相電機(jī)的用量,也越來越多。

     

    在生產(chǎn)方面應(yīng)用的有微型水泵、磨漿機(jī)、脫粒機(jī),粉碎機(jī)、木工機(jī)械、*等,在生活方面,有電風(fēng)扇、吹風(fēng)機(jī)、排氣扇、洗衣機(jī)、電冰箱等,種類較多,但功率較小。

     

    工作原理:

    當(dāng)單相正弦電流通過定子繞組時,電機(jī)就會產(chǎn)生一個交變磁場,這種電容分相電動機(jī)接線圖及向量圖個磁場的強(qiáng)弱和方向隨時間作正弦規(guī)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(zhuǎn)速、旋轉(zhuǎn)方向互為相反的旋轉(zhuǎn)磁場,當(dāng)轉(zhuǎn)子靜止時,這兩個旋轉(zhuǎn)磁場在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生兩個大小相等、方向相反的轉(zhuǎn)矩,使得合成轉(zhuǎn)矩為零,所以電機(jī)無法旋轉(zhuǎn)。當(dāng)我們用外力使電動機(jī)向某一方向旋轉(zhuǎn)時(如順時針方向旋轉(zhuǎn)),這時轉(zhuǎn)子與順時針旋轉(zhuǎn)方向的旋轉(zhuǎn)磁場間的切割磁力線運動變。晦D(zhuǎn)子與逆時針旋轉(zhuǎn)方向的旋轉(zhuǎn)磁場間的切割磁力線運動變大。這樣平衡就打破了,轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的總的電磁轉(zhuǎn)矩將不再是零,轉(zhuǎn)子將順著推動方向旋轉(zhuǎn)起來。

    要使單相電機(jī)能自動旋轉(zhuǎn)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

    原理圖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(chǎn)生(兩相)旋轉(zhuǎn)磁場,

    在這個旋轉(zhuǎn)磁場作用下,轉(zhuǎn)子就能自動起動,起動后,待轉(zhuǎn)速升到一定時,借助于一個安裝在轉(zhuǎn)子上的離心開關(guān)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(jī)為單相電機(jī),要改變這種電機(jī)的轉(zhuǎn)向,只要把輔助繞組的接線端頭調(diào)換一下即可。

    在單相電動機(jī)中,產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的另一種方法稱為罩極法,又稱單相罩極式電動機(jī)。此種電動機(jī)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(huán),好象把這部分磁極罩起來一樣,所以叫罩極式電動機(jī)。單相繞組套裝在整個磁極上,每個極的線圈是串聯(lián)的,連接時必須使其產(chǎn)生的極性依次按N、S、N、S排列。當(dāng)定子繞組通電后,在磁極中產(chǎn)生主磁通,根據(jù)楞次定律,其中穿過短路銅環(huán)的主磁通在銅環(huán)內(nèi)產(chǎn)生一個在相位上滯后90度的感應(yīng)電流,此電流產(chǎn)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(jī)的起動繞組相當(dāng),從而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場使電動機(jī)轉(zhuǎn)動起來。

    理論上,如果采取措施讓單相電機(jī)兩套繞組中流過的交流電流有一定的相位差就可以啟動。如何使兩個空間上已錯開一定角度的磁勢或磁通之間出現(xiàn)一定的相位差,這是解決啟動問題的出發(fā)點。據(jù)此可將單相交流異步電機(jī)分為分相式和罩極式兩大類。

    分相式單相電機(jī)

    分相式單相電機(jī)利用電容或電阻串人感性啟動繞組中起到移相作用,使啟動繞組和工作繞組的電流相位錯開,即所謂“分相”。

    (1)電容分相單相電機(jī)

    圖(a)所示為電容分相單相電機(jī)的原理接線。由于電容的移相作用比較明顯,只要在啟動繞組中串人適當(dāng)容量的電容(一般約為20~50μF),就可使兩繞組的電流相位差接近于90°,這時的合成旋轉(zhuǎn)磁場接近于圓形旋轉(zhuǎn)磁場,因而啟動轉(zhuǎn)矩大同時啟動電流較小。這種單相電機(jī)應(yīng)用普遍,啟動后可根據(jù)需要保留(稱為電容運行電機(jī))或切除(稱為電容啟動電機(jī),由置于電機(jī)內(nèi)部的離心開關(guān)執(zhí)行)。如果需要改變電機(jī)的轉(zhuǎn)向,只需將任意一個繞組的出線端對調(diào)即可,這時兩繞組的電流相位關(guān)系相反。

    分相式單相電機(jī)

    (2)電阻分相單相電機(jī)

    這種電機(jī)啟動繞組匝數(shù)少、導(dǎo)線細(xì),與運行繞組相比電抗小、電阻大。采用電阻分相啟動時,啟動繞組電流超前于運行繞組,合成磁場為橢圓度較大的橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場,啟動轉(zhuǎn)矩小,僅用于空載或輕載場合,應(yīng)用較少。電阻分相式單相電機(jī)的啟動繞組一般按短時工作設(shè)計,啟動后由離心開關(guān)切除,由工作繞組維持運行。

    罩極式單相電機(jī)

    將定子磁極的一部分嵌放短路銅環(huán)或短路線圈(組)就構(gòu)成了罩極式單相電機(jī)。罩極式單相電機(jī)包括凸極式和隱極式兩種類型。

    當(dāng)定子繞組通以單相交流電流后,由它產(chǎn)生的脈振磁場大部分磁通經(jīng)過氣隙直接耦合到轉(zhuǎn)子上,另有少部分磁通則在穿過罩極銅環(huán)時產(chǎn)生感應(yīng)磁通并與之合成后經(jīng)氣隙進(jìn)入轉(zhuǎn)子磁路。根據(jù)楞次定律可知,感應(yīng)磁通總是阻礙原磁通的變化,且感應(yīng)磁通相位上落后于原磁通。這樣就有了兩個在空間上錯開一定角度并且又有一定相位差的磁通,合成磁場是一個橢圓度很大的旋轉(zhuǎn)磁場。罩極式電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向固定由未罩極部分轉(zhuǎn)向罩極部分,其功率較小,啟動轉(zhuǎn)矩小,結(jié)構(gòu)簡單,價格低廉,維護(hù)簡便。罩極式電機(jī)一般用于小型鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)和電扇電機(jī)等

    1.啟動方式

    220 V交流單相電機(jī)啟動方式大概分以下幾種:

    *種,分相啟動式,系由輔助啟動繞組來輔助啟動.其啟動轉(zhuǎn)矩不大。運轉(zhuǎn)速率大致保持定值。主要應(yīng)用于電風(fēng)扇、空調(diào)風(fēng)扇電動機(jī)、洗衣機(jī)等電機(jī)。

    第二種,電機(jī)靜止時離心開關(guān)是接通的,給電后啟動電容參與啟動工作,當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速達(dá)到額定值的70%~80%時離心開關(guān)便會自動跳開,啟動電容完成任務(wù),并被斷開。啟動繞組不參與運行工作,而電動機(jī)以運行繞組線圈繼續(xù)動作。

    第三種,電機(jī)靜止時離心開關(guān)是接通的,給電后啟動電容參與啟動工作,當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速達(dá)到額定值的70%~80%時離心開關(guān)便會自動跳開,啟動電容完成任務(wù),并被斷開。而運行電容串接到啟動繞組參與運行工作。這種接法一般用在空氣壓縮機(jī)、切割機(jī)、木工機(jī)床等負(fù)載大而不穩(wěn)定的地方。

    帶有離心開關(guān)的電機(jī),如果電不能在很短時間內(nèi)啟動成功,那么繞組線圈將會很快燒毀。

    電容值:雙值電容電機(jī)啟動電容容量大,運行電容容量小,耐壓一般大于400 V。

    2.正反轉(zhuǎn)控制:

    帶正反轉(zhuǎn)開關(guān)的接線圖,通常這種電機(jī)的起動繞組與運行繞組的電阻值是一樣的,就是說電機(jī)的起動繞組與運行繞組是線徑與線圈數(shù)完全一致的。一般洗衣機(jī)用得到這種電機(jī)。這種正反轉(zhuǎn)控制方法簡單,不用復(fù)雜的轉(zhuǎn)換開關(guān)。

    開關(guān)控制正反轉(zhuǎn)連接

    正反轉(zhuǎn)控制,只需將1~2線對調(diào)或3~4線對調(diào)即可完成逆轉(zhuǎn)。

    對于起動與運行繞組的判斷,通常起動繞組比運行繞組直流電阻大很多,用萬用表可測出。一般運行繞組直流電阻為幾歐姆,而起動繞組的直流電阻為十幾歐姆到幾十歐姆。

    保養(yǎng)方法:

     

    *電機(jī)保養(yǎng)維修中心電機(jī)保養(yǎng)流程:清洗定轉(zhuǎn)子→更換碳刷或其他零部件→真空F級壓力浸漆→烘干→校動平衡。
    1、使用環(huán)境應(yīng)經(jīng)常保持干燥,電動機(jī)表面應(yīng)保持清潔,進(jìn)風(fēng)口不應(yīng)受塵土、纖維等阻礙。
    2、當(dāng)電動機(jī)的熱保護(hù)連續(xù)發(fā)生動作時,應(yīng)查明故障來自電動機(jī)還是超負(fù)荷或保護(hù)裝置整定值太低,消除故障后,方可投入運行。
    3、應(yīng)保證電動機(jī)在運行過程中良好的潤滑。一般的電動機(jī)運行5000小時左右,即應(yīng)補(bǔ)充或更換潤滑脂,運行中發(fā)現(xiàn)軸承過熱或潤滑變質(zhì)時,液壓及時換潤滑脂。更換潤滑脂時,應(yīng)清除舊的潤滑油,并有汽油洗凈軸承及軸承蓋的油槽,然后將ZL-3鋰基脂填充軸承內(nèi)外圈之間的空腔的1/2(對2極)及2/3(對4、6、8極)。
    4、當(dāng)軸承的壽命終了時,電動機(jī)運行的振動及噪聲將明顯增大,檢查軸承的徑向游隙達(dá)到下列值時,即應(yīng)更換軸承。
    5、拆卸電動機(jī)時,從軸伸端或非伸端取出轉(zhuǎn)子都可以。如果沒有必要卸下風(fēng)扇,還是從非軸伸端取出轉(zhuǎn)子較為便利,從定子中抽出轉(zhuǎn)子時,應(yīng)防止損壞定子繞組或絕緣。
    6、更換繞組時必須記下原繞組的形式,尺寸及匝數(shù),線規(guī)等,當(dāng)失落了這些數(shù)據(jù)時,應(yīng)向制造廠索取,隨意更改原設(shè)計繞組,常常使電動機(jī)某項或幾項性能惡化,甚至于無法使用。

    用途及型號:

    由于單相異步電動機(jī)只需要單相電源供電,因此被應(yīng)用于生產(chǎn)、生活等小型設(shè)備中。但是由于它的各種經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)都比較差,因此只做成小功率的。

    我國生產(chǎn)的貧馬力單相異步電動機(jī),有如下幾種型號。

    1.BO2系列 單相電阻起動異步電動機(jī)。功率在60~370W之間。特點是,不外加任何裂相元件,利用副繞組自身的電阻而起動,并利用離心開關(guān),起動結(jié)束時將副繞組切除。結(jié)構(gòu)較簡單。它具有中等起動轉(zhuǎn)矩和過載能力,因此適用于小型機(jī)床、鼓風(fēng)機(jī)、醫(yī)療機(jī)械。

    2.CO2系列 單相電容起動異步電動機(jī)。功率在120~750W之間。是利用外加電容的辦法加大起動轉(zhuǎn)矩而起動的單相電機(jī)。在副繞組中串聯(lián)外加電容器,并在起動結(jié)束時用離心開關(guān)將副繞組及電容器一起從電源切除,與BO2型一樣,變成一個只有主繞組運行,而副繞組閑置狀態(tài)。電容起動電機(jī)具有較高的起動轉(zhuǎn)矩,但過載能力中等水平。適用于空氣壓縮機(jī)、電冰箱、洗衣機(jī)、磨粉機(jī)、脫粒機(jī)、水泵。

    3.DO2 單相電容電機(jī)。是一種利用一只電容參與起動及運行的單相電機(jī),副繞組與電容器和主繞組一起參加運行。因此,不需離心開關(guān)。經(jīng)過適當(dāng)設(shè)計,使電機(jī)運行時形成理想旋轉(zhuǎn)磁場,所以電機(jī)運行性能好,效率及功率因數(shù)高’噪聲小。其功率范圍為4~250W。由于采用一只電容來兼顧起動及運行,權(quán)衡剎弊因起動時間很短,只能是在選擇電容值時,盡量滿足較長時間運行時的需要,則選取便宜的小值電容器,所以這種電機(jī)起動轉(zhuǎn)矩較低,只能用在空載或輕載起動的機(jī)械中,如電風(fēng)嗣、通風(fēng)扇、錄音機(jī)等。

    4.雙值電容電機(jī) 這種電機(jī)目前我國沒有正式型號,但也在生產(chǎn)。電機(jī)功率大750W,或1kW左右。在國外還有更大功率的。由于功率較大,所需電容器價格貴得多。這種電機(jī)的起動性能及運行性能都較好。話用于家用電器、小型機(jī)床。


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    楊奇 先生
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