單相異步電動機(jī)(single-phase asynchronous motor)是靠220V單相交流電源供電的一類電動機(jī),它適用于只有單相電源(single-phase power)的小型工業(yè)設(shè)備和家用電器中。
定義: 單相異步電動機(jī)由定子、轉(zhuǎn)子、軸承、機(jī)殼、端蓋等構(gòu)成。
工作原理:
在交流電機(jī)中,當(dāng)定子繞組通過交流電流時,建立了電樞磁動勢,它對電機(jī)能量轉(zhuǎn)換和運(yùn)行性能都有很大影響。所以單相交流繞組通入單相交流產(chǎn)生脈振磁動勢,該磁動勢可分解為兩個幅值相等、轉(zhuǎn)速相反的旋轉(zhuǎn)磁動勢和,從而在氣隙中建立正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)磁場和。這兩個旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體,并分別在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流 。 該電流與磁場相互作用產(chǎn)生正、反電磁轉(zhuǎn)矩。正向電磁轉(zhuǎn)矩企圖使轉(zhuǎn)子正轉(zhuǎn);反向電磁轉(zhuǎn)矩企圖使轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)。這兩個轉(zhuǎn)矩疊加起來就是推動電動機(jī)轉(zhuǎn)動的合成轉(zhuǎn)矩。 不論是正轉(zhuǎn)磁場還是反轉(zhuǎn)磁場,他們的大小與轉(zhuǎn)差率的關(guān)系和三相異步電動機(jī)的情況是一樣的。若電動機(jī)的轉(zhuǎn)速是, 則對正轉(zhuǎn)磁場而言,轉(zhuǎn)差率為: 對反轉(zhuǎn)磁場而言,轉(zhuǎn)差率為: 單相異步電動機(jī)的T-s曲線見左圖 由圖可知單相異步電動機(jī)的主要特點(diǎn)有: (1)n=0,s=1,T=T++ T- =0,說明單相異步電動機(jī)無啟動轉(zhuǎn)矩,如不采取其他措施,電動機(jī)不能啟動。 (2)當(dāng)s≠1時, T≠0,T無固定方向,它取決于s的正、負(fù)。 (3)由于反向轉(zhuǎn)矩存在,使合成轉(zhuǎn)矩也隨之減小,故單相異步電動機(jī)的過載能力較低。 電容分相式起動工作原理 啟動時開關(guān)K閉合,使兩繞組電流I1,I2相位差約為90°,從而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場,電機(jī)轉(zhuǎn)起來;轉(zhuǎn)動正 常以后離心開關(guān)被甩開,啟動繞組被切斷。 罩極式單相電機(jī)的工作原理 定子通入電流以后,部分磁通穿過短路環(huán),并在其中產(chǎn)生感應(yīng)電流。短路環(huán)中的電流阻礙磁通的變化,致使有短路環(huán)部分和沒有短路環(huán)部分產(chǎn)生的磁通有了相位差,從而形成旋轉(zhuǎn)磁場,使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)起來。 上圖中電機(jī)的轉(zhuǎn)動方向:瞬時針旋轉(zhuǎn)。因?yàn)闆]有短路環(huán)部分的磁通比有短路環(huán)部分的磁通領(lǐng)先。
使用: 單相異步電動機(jī)功率小,主要制成小型電機(jī)。它的應(yīng)用非常廣泛,如家用電器(洗衣機(jī)、電冰箱、電風(fēng)扇)、電動工具(如手電鉆)、醫(yī)用器械、自動化儀表等。
安裝:
電動機(jī)安裝前應(yīng)測量定子繞組對機(jī)殼及主繞組與輔繞組之間的絕緣電阻,其常溫阻值不低于10MΩ,否則應(yīng)對繞組進(jìn)行烘干助理,可采用燈泡加熱法。 電動機(jī)的軸伸直徑出廠時已經(jīng)磨至標(biāo)準(zhǔn)公差尺寸,因此要求用戶所配套的帶輪或其他配套的零件內(nèi)徑要選國家標(biāo)準(zhǔn)的附件。安裝時用手推入或輕輕敲擊軸伸臺即可,嚴(yán)禁用錘子猛擊,否則容易振碎離心開關(guān),造成電動機(jī)不能起動、損壞軸承、增大電動機(jī)的運(yùn)行噪聲。 電動機(jī)在安裝至配套機(jī)械之前,要仔細(xì)檢查電動機(jī)的底腳部分有無裂紋和影響機(jī)械強(qiáng)度等問題,一旦發(fā)現(xiàn)有問題,禁止安裝使用。電動機(jī)要安裝在帶固定孔的平板上,并用同底腳孔相適應(yīng)的螺栓固定。 為確保安全,在電動機(jī)運(yùn)行前,務(wù)必把接地導(dǎo)線連接到電動機(jī)的接地螺釘上,并可靠接地,接地線應(yīng)選用截面積不小于1m㎡的銅導(dǎo)線。 【小經(jīng)驗(yàn)】 用是時間繼電器代替離心開關(guān)。 單相異步電動機(jī)使用的離心開關(guān)屬于機(jī)械式開關(guān),當(dāng)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速的70%以上時,觸點(diǎn)斷開讓輔繞組(起動繞組)斷開或讓起動電容斷開不參加工作。當(dāng)離心開關(guān)損壞或農(nóng)村電壓較低經(jīng)常燒毀起動電容時,可改用延時繼電器(220V型)來代替離心開關(guān)。方法是將電動機(jī)內(nèi)部離心開關(guān)上的兩根線接在一起,在機(jī)外串入延時繼電器的常閉觸點(diǎn)(為了讓觸點(diǎn)耐用,需將多組觸點(diǎn)并聯(lián)使用或再增加中間繼電器)。時間繼電器的線圈的供電可與主繞組并聯(lián)來實(shí)現(xiàn),動作時間調(diào)在2~6s。經(jīng)多次實(shí)踐,效果很好,在農(nóng)村電壓較低時也能避免燒毀起動電容的情況,用戶很滿意。 實(shí)踐繼電器有機(jī)械式和數(shù)字式兩種產(chǎn)品,選用哪種產(chǎn)品都行。大多采用機(jī)械式延時繼電器,因價格便宜,用戶容易接受。 |