1、單相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)的工作原理單相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)由單相電源供電。當(dāng)直接連接到220伏單相交流電源時(shí)，它可以工作，但是必須采取某些措施，否則它不會(huì)啟動(dòng)。一些日常生活中使用的家用電器，如空調(diào)、冰箱、洗衣機(jī)、電風(fēng)扇等，廣泛使用單相異步電動(dòng)機(jī)。單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理當(dāng)三相交流電施加到三相異步電動(dòng)機(jī)的定子三相繞組時(shí)，將形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下，轉(zhuǎn)子將獲得起動(dòng)轉(zhuǎn)矩并自行起動(dòng)。當(dāng)三相異步電動(dòng)機(jī)饋入單相交流電時(shí)，不能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。以下是單相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組饋入單相交流電時(shí)產(chǎn)生的磁場(chǎng)分析。下圖顯示了單相異步電動(dòng)機(jī)的簡(jiǎn)單示意圖。定子鐵芯上設(shè)有單相定子繞組，轉(zhuǎn)子為鼠籠式結(jié)構(gòu)。交流電流波形t45901351

2、80225270360315正半周電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)和負(fù)半周電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)當(dāng)單相交流電引入單相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組時(shí)，從上圖可以看出，當(dāng)電流在正半周和負(fù)半周連續(xù)交替時(shí)，產(chǎn)生的磁場(chǎng)的大小和方向也在不斷變化(根據(jù)正弦規(guī)律變化)，但磁場(chǎng)的軸線(xiàn)是沿縱軸方向固定的，這種磁場(chǎng)稱(chēng)為脈動(dòng)磁場(chǎng)。當(dāng)轉(zhuǎn)子靜止時(shí)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體的合成感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流為0，合成轉(zhuǎn)矩為0，因此轉(zhuǎn)子沒(méi)有起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。因此，如果單相異步電動(dòng)機(jī)不采取某些措施，單相異步電動(dòng)機(jī)就不能自行啟動(dòng)。如果轉(zhuǎn)子被外力旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子可以繼續(xù)朝這個(gè)方向旋轉(zhuǎn)。單相異步電動(dòng)機(jī)根據(jù)其起動(dòng)方式或運(yùn)行方式可分為單相電容運(yùn)行電動(dòng)機(jī)。單相電容起動(dòng)電機(jī)；單相屏蔽極電機(jī)等。下面分別介紹。單相異步

3、電動(dòng)機(jī)通常容量小，運(yùn)行性能差。圖1單相電容運(yùn)行異步電機(jī)示意圖(a)接線(xiàn)圖(b)電流相量圖圖1是單相電容操作異步電動(dòng)機(jī)的示意圖。單相電容式異步電動(dòng)機(jī)定子鐵芯中嵌有兩套繞組：主繞組U1-U2(主繞組也稱(chēng)為工作繞組)和輔助繞組Z1-Z2(輔助繞組也稱(chēng)為起動(dòng)繞組)。兩組繞組在空間上相差90度電角度。在啟動(dòng)繞組Z1-Z2中串聯(lián)電容器C后，它與工作繞組并聯(lián)，然后連接到單相電源。讓流過(guò)起動(dòng)繞組Z1-z2的電流為iz，流過(guò)工作繞組u1-U2的電流為iu。連接電源后，由于電容器的充電和放電效應(yīng)，iz滯后iu90度。如圖2所示，流經(jīng)兩組繞組的電流iz與iu異相90度。如果電機(jī)的兩個(gè)繞組連接到交流電源后電流為正，則

4、電流從繞組的頭端流入和流出。當(dāng)電流為負(fù)時(shí)，電流從繞組的尾端進(jìn)入，從首端流出。從圖2可以看出，在時(shí)刻t=0，iz=0，沒(méi)有電流在繞組Z1-z2中流動(dòng)；瞬時(shí)iu是負(fù)最大值，繞組U1-U2中的電流從U2流入U(xiǎn)1。根據(jù)右手定則，此時(shí)將在馬達(dá)中產(chǎn)生如圖2所示的磁場(chǎng)，并且合成磁場(chǎng)的方向是向下的。從圖2可以看出，在t=/2，iu=0的時(shí)刻，繞組u1-U2中沒(méi)有電流流動(dòng)；此時(shí)，iz為最大正值，繞組Z1-Z2中的電流進(jìn)出Z1。此時(shí)，電機(jī)中的磁場(chǎng)分布如圖2所示，合成磁場(chǎng)的方向從時(shí)間t=0開(kāi)始順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度。在t=3/2、iz=0的瞬間，沒(méi)有電流流入單相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子也是鼠籠轉(zhuǎn)子，即轉(zhuǎn)子繞組是兩端由短路環(huán)連

5、接的鼠籠棒。鼠籠棒在相反方向切斷旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流。在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下，轉(zhuǎn)子被電磁力旋轉(zhuǎn)。只要改變工作繞組或起動(dòng)繞組的頭端和尾端與電源的連接，就可以改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向來(lái)控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。單相電機(jī)正反向原理只要工作繞組或起動(dòng)繞組的兩根導(dǎo)線(xiàn)被切換，就會(huì)產(chǎn)生相反方向的磁場(chǎng)，電機(jī)就會(huì)反轉(zhuǎn)。左邊是單向操作的電路圖。右邊是正負(fù)電路圖，如雙桶洗衣機(jī)的洗滌電機(jī)。對(duì)于正反轉(zhuǎn)電機(jī)，運(yùn)行繞組和啟動(dòng)繞組通常是相同的，可以互換。單相電機(jī)有兩個(gè)繞組：主繞組也稱(chēng)為工作繞組或運(yùn)行繞組，次級(jí)繞組也稱(chēng)為起動(dòng)繞組。一些小負(fù)載單相電機(jī)有完全相同的兩個(gè)繞組，它們可以相互交換。然而，大多數(shù)單相電機(jī)(具有大負(fù)載的農(nóng)業(yè)電

6、機(jī))具有薄的次級(jí)繞組線(xiàn)圈、多匝和大電阻，以增加起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。次級(jí)繞組和主繞組之間設(shè)有啟動(dòng)電容；只要兩個(gè)繞組之一的端對(duì)端連接顛倒，開(kāi)關(guān)電源的L/N就無(wú)效。當(dāng)兩個(gè)繞組完全相同時(shí)，電機(jī)可以通過(guò)三個(gè)端子連接，1和3是兩個(gè)繞組的公共端子，并且啟動(dòng)電容器連接在連接到交流電源的1和2/4端子之間。如果交流電源的n端2正轉(zhuǎn)，則n端4反轉(zhuǎn)。如果是四端子，請(qǐng)參見(jiàn)圖4了解接線(xiàn)。圖3:三端單相電機(jī)相同的兩個(gè)繞組圖4:四端單相電機(jī)相同的兩個(gè)繞組農(nóng)用單相電機(jī)的主/副繞組不同。不能采用上述更換主/輔繞組的方法，否則電機(jī)會(huì)燒壞。通常，應(yīng)該有四個(gè)端子：1/2作為主繞組，3/4作為輔助繞組。正向旋轉(zhuǎn)見(jiàn)圖5 :圖五如果你想反向旋轉(zhuǎn)，正

7、確的方法是切換繞組的端到端連接。主繞組和輔助繞組很容易區(qū)分，可以根據(jù)電阻值來(lái)判斷。(本文摘自電子工程世界：/mndz/2012/0317/article_15165.html)一、單相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特種電機(jī)在單相異步電機(jī)中占很大比例，其結(jié)構(gòu)有其自身的特點(diǎn)和多種形式。然而，就其通用性而言，電機(jī)的結(jié)構(gòu)由三個(gè)主要部分組成：固定部分-定子、旋轉(zhuǎn)部分-轉(zhuǎn)子、支撐部分-端蓋和軸承。1.框架2、鐵芯3、繞組4、端蓋5、軸承6、電容器7、銘牌1.設(shè)計(jì)框架結(jié)構(gòu)因電機(jī)的冷卻方式、保護(hù)類(lèi)型、安裝方式和應(yīng)用而異。根據(jù)材料分類(lèi)，有鑄鐵、鑄鋁和鋼板結(jié)構(gòu)。帶散熱肋的鑄鐵框架

8、?？蚣芘c端蓋連接，并用螺栓緊固。鑄鋁框架通常沒(méi)有散熱肋。鋼板結(jié)構(gòu)框架由厚度為1.5-2.5毫米的薄鋼板軋制焊接而成，然后焊接鋼板沖壓件的腳。一些特殊電機(jī)的底座非常特殊，如冰箱的電機(jī)，通常和壓縮機(jī)一起裝在一個(gè)密封的罐子里。然而，洗衣機(jī)的電機(jī)，包括烘干機(jī)的電機(jī)，都是無(wú)機(jī)座，端蓋直接固定在定子鐵芯上。2.鐵芯鐵芯包括定子鐵芯和轉(zhuǎn)子鐵芯，作為三相異步電動(dòng)機(jī)的磁路。3.彎曲的單相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組通常分為兩相：主繞組(工作繞組)和次級(jí)繞組(起動(dòng)繞組)。兩個(gè)繞組的中心軸錯(cuò)開(kāi)一定的電氣角度。目的是提高啟動(dòng)性能和運(yùn)行性能。定子繞組大部分是繞組1.單相異步電動(dòng)機(jī)是指由單相電源供電的電動(dòng)機(jī)，但這并不意味著電動(dòng)機(jī)

9、的定子上只有一個(gè)相繞組。它由兩組空間相位角為90的繞組組成，這兩組繞組一起產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，并在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩以旋轉(zhuǎn)電機(jī)。2.YD(S)Kaa-bc代表的含義y-異步。d(s)-單(雙)軸；空調(diào)；Aa代表標(biāo)稱(chēng)功率值；b代表極數(shù)；c是設(shè)計(jì)序列號(hào)或其他含義。以YDK24-6 T為例，描述了單軸伸縮空調(diào)異步電動(dòng)機(jī)的以下設(shè)計(jì)順序號(hào)為T(mén)，額定功率值為24W，極數(shù)為6極。二、單相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)1.固定部分-定子；它由定子鐵芯、定子繞組和框架(外殼)組成。定子鐵芯是電機(jī)磁路的一部分，通常由0.5毫米硅鋼片層壓而成。這些薄板相互絕緣，以減少渦流損耗。定子繞組通常由高強(qiáng)度聚酯漆包線(xiàn)制成?？蚣?或外殼)通常由A

10、3鋼板制成，而大型電機(jī)(單相)由鋼板滾筒和鑄鋁端蓋制成。三相電機(jī)通常是鑄鐵框架。2.旋轉(zhuǎn)部分轉(zhuǎn)子：由轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子繞組(純鋁)和轉(zhuǎn)軸(45 #碳鋼)組成。三、單相電容運(yùn)行異步電動(dòng)機(jī)的工作原理單相電容式異步電動(dòng)機(jī)與三相電動(dòng)機(jī)的區(qū)別；三相電動(dòng)機(jī)的繞組在空間上以120電角度分布，而單相異步電動(dòng)機(jī)的繞組以90電角度分布，如下圖所示。1.jpg(11.02千字節(jié)，次下載)下載附件并保存到相冊(cè)2014-1-22 14:41上傳在單相電機(jī)中，由于單相繞組產(chǎn)生脈動(dòng)磁場(chǎng)，因此電機(jī)沒(méi)有啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，無(wú)法啟動(dòng)，如下圖所示：i=Icost2.jpg(8.16千字節(jié)，次下載)下載附件并保存到相冊(cè)2014-1-22 14:4

11、2上傳為了使單相電機(jī)具有起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)能力，必須分相。一般來(lái)說(shuō)，單相電機(jī)有以下類(lèi)型的分相：1.電阻分相2.電容的相位分離3.屏蔽極的分相幾乎所有用于空調(diào)風(fēng)機(jī)的單相異步電機(jī)都采用第二種方法，即為了使單相電機(jī)能夠獨(dú)立運(yùn)行和啟動(dòng)，必須在電機(jī)的定子鐵芯中嵌入軸間隔90的兩相繞組，其中一相繞組稱(chēng)為主繞組(用M表示)。另一相稱(chēng)為次級(jí)繞組或起動(dòng)繞組(用a表示)。次級(jí)繞組與移相元件電容器串聯(lián)，形成事實(shí)上的兩相電源。原則如下：3.jpg(16.38千字節(jié)，次下載)下載附件并保存到相冊(cè)2014-1-22 14:42上傳在單相電機(jī)中，如果定子上的一次和二次兩相繞組完全對(duì)稱(chēng)，并且兩相繞組連接到兩相對(duì)稱(chēng)電源，則還會(huì)產(chǎn)生

12、在空間旋轉(zhuǎn)的圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，如4頁(yè)的三相電機(jī)圖所示?？梢钥闯?，將對(duì)稱(chēng)兩相電流引入對(duì)稱(chēng)兩相繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)與三相電機(jī)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)相同。其轉(zhuǎn)速與電源頻率和電機(jī)極數(shù)有關(guān)：即n=260 f/p。其間“f”-電源頻率(赫茲)“P”-電機(jī)的極數(shù)“n”-磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速，即電機(jī)的同步速度(r/min)當(dāng)電機(jī)中磁場(chǎng)以n的速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中的轉(zhuǎn)子導(dǎo)桿切斷磁力線(xiàn)，產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)和感應(yīng)電流，感應(yīng)電流在磁場(chǎng)的作用下產(chǎn)生電磁力和電磁轉(zhuǎn)矩，形成一定的轉(zhuǎn)速n。通常，電機(jī)的轉(zhuǎn)速n不等于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速n。因?yàn)楫?dāng)n=n時(shí)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)桿相對(duì)于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)是靜止的，導(dǎo)桿中沒(méi)有感應(yīng)電勢(shì)和感應(yīng)電流，電機(jī)不會(huì)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，電機(jī)速度自然會(huì)降低。由于轉(zhuǎn)

13、子速度總是低于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)速度，這種電機(jī)被稱(chēng)為“單相異步電機(jī)”。四、電容器單相運(yùn)行如前所述，單相繞組產(chǎn)生脈動(dòng)磁場(chǎng)，因此單相電機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩為零，即電機(jī)不能自行啟動(dòng)。為了使單相電機(jī)能夠獨(dú)立啟動(dòng)，它必須在電機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，就像三相異步電機(jī)一樣。產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的最簡(jiǎn)單方法是將不同相位的兩相電流引入兩相繞組。因此，單相異步電動(dòng)機(jī)必須有兩組繞組。一組是工作繞組，另一組是次級(jí)繞組或起動(dòng)繞組。工作繞組或主繞組M和次級(jí)繞組A的軸線(xiàn)在空間上以90電角度分開(kāi)。次級(jí)繞組與適當(dāng)?shù)碾娙萜鰿串聯(lián)連接(不適當(dāng)?shù)碾娙萜ヅ鋾?huì)使電機(jī)系統(tǒng)更差。如果電容單邊增大或減小，負(fù)序磁場(chǎng)可能會(huì)增強(qiáng)，這會(huì)降低輸出功率降低性能，并且磁場(chǎng)可能從圓形或近

14、似圓形變?yōu)闄E圓形)，然后與工作繞組并聯(lián)連接到電源。由于次級(jí)繞組與電容串聯(lián)，次級(jí)繞組中的電流同相超前于初級(jí)繞組中的電流，因此單相電流被分解為具有時(shí)間相位差的兩相電流m和a(即實(shí)際上的兩相電流)，因此電機(jī)的兩相繞組可以產(chǎn)生圓形或橢圓形的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。在大多數(shù)情況下，兩相繞組總是不對(duì)稱(chēng)的，并且具有更多的諧波分量，因此單相異步電動(dòng)機(jī)的性能總是比三相異步電動(dòng)機(jī)差得多。諧波對(duì)電機(jī)的影響主要包括以下三個(gè)方面：1.增加電機(jī)的附加損耗；2、引起電機(jī)振動(dòng)和噪音；3、產(chǎn)生附加轉(zhuǎn)矩，使電機(jī)起動(dòng)困難(有些位置較大，有些位置較小，有些位置根本不能起動(dòng)，削弱的方法之一，是使用斜槽轉(zhuǎn)子。這是我們看到的轉(zhuǎn)子槽傾斜的原因之一)六、電

15、機(jī)調(diào)速的方法和原理作為單相異步電動(dòng)機(jī)，有三種調(diào)速方法：(1)變極調(diào)速；(2)降壓調(diào)速；(3)抽頭調(diào)速。變極調(diào)速(簡(jiǎn)介)在單相電機(jī)中，有兩種速度調(diào)節(jié)：雙極速度調(diào)節(jié)和非雙極速度調(diào)節(jié)。通常，雙極調(diào)速電機(jī)的定子上只有一組繞組。通過(guò)改變繞組端部的連接方式來(lái)調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速，從而獲得不同的磁極對(duì)。在大量極的變極調(diào)速中，兩組不同極數(shù)的獨(dú)立繞組放置在定子槽中，實(shí)際上相當(dāng)于兩個(gè)不同極數(shù)的單速電機(jī)的組合。其原理和性能與普通單相異步電動(dòng)機(jī)相同。降壓速度調(diào)節(jié)有許多降壓和調(diào)速的方法，如串聯(lián)電抗器(吊扇)、串聯(lián)電容器、自耦變壓器和串聯(lián)可控硅?？照{(diào)中最常用的電壓調(diào)節(jié)和速度調(diào)節(jié)是可控硅整流器(塑封)電壓調(diào)節(jié)和速度調(diào)節(jié)。可控

16、硅調(diào)速是一種改變可控硅導(dǎo)通角，改變電機(jī)端電壓波形，從而改變電機(jī)端電壓有效值的方法。當(dāng)晶閘管導(dǎo)通角1=180時(shí)，電機(jī)端電壓為額定值。當(dāng)1 180時(shí)，電壓波形如下圖實(shí)線(xiàn)所示。電機(jī)端電壓的有效值小于額定值。 1越小，電壓越低，如下圖所示：4.jpg(12.99千字節(jié)，次下載)下載附件并保存到相冊(cè)2014-1-22 14:42上傳塑料密封PG電機(jī)是可控硅降壓調(diào)速。對(duì)于塑封PG電機(jī)，其繞組工作原理與抽頭電機(jī)相同，但不同之處在于塑封PG電機(jī)的輸入電壓不是直接連接到電源上，而是通過(guò)可控硅的輸出端施加到電機(jī)上，可控硅的輸出電壓是可調(diào)的。電氣原理圖如圖3所示。速度調(diào)節(jié)使用電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩和電機(jī)的輸入電壓形成近似的主關(guān)系，并且通過(guò)將電機(jī)的輸入電壓改變?yōu)閞eg來(lái)改變電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩其結(jié)構(gòu)是在電機(jī)軸上安裝一個(gè)磁環(huán)，一般有6極磁環(huán)和2極磁環(huán)兩種。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一次時(shí)，磁環(huán)也旋轉(zhuǎn)一次。磁環(huán)是由印刷電路板上的霍爾元件感應(yīng)出來(lái)的。6極磁環(huán)將在PG板的輸出(白色)端輸出3個(gè)脈沖，2極磁環(huán)將輸出1個(gè)脈沖，因此根據(jù)輸出脈沖的數(shù)量可以知道電機(jī)的轉(zhuǎn)速。在可控硅整流器中設(shè)置預(yù)定的轉(zhuǎn)速值，該轉(zhuǎn)速值與從PG塊采樣的轉(zhuǎn)速值進(jìn)行比較。當(dāng)轉(zhuǎn)速低時(shí)，可控硅整流器的輸出電壓增加(可控硅整流器的導(dǎo)通角變大)