单相异步电动机内容要点:
一、概述
1,应用情况广泛应用于家用电器 ( 电风扇,电冰箱,洗衣机等 ),
空调设备,电动工具,医疗器械及轻工设备中 。
⒈ 了解单相感应电动机的结构特点,优缺点及应用情况;
⒉ 掌握单相感应电动机的工作原理,弄清单相感应电动机为什么没有起动转矩?
⒊ 重点掌握单相感应电动机的的起动方法与类型 。
2,优缺点优点:结构简单,成本低廉,噪音小 。
缺点:与同容量三相感应电动机相比较,体积较大,功率因数及过载能力都较低 。
故单相感应电动机只能作成小容量:
微型:几瓦~ 750瓦;
小型,550瓦~ 3700瓦 。
2,结构与三相感应电动机相似,包括定子和转子两大部分。转子结构都是笼型的,定子铁心由硅钢片叠压而成。定子铁心上嵌有定子绕组。
单相感应电动机正常工作时,一般只需要单相绕组即可,
但单相绕组通以单相交流电时产生的磁场是脉动磁场,单相运行的电动机没有起动转矩。
为使电动机能自行起动和改善运行性能,除工作绕组(又称主绕组)外,在定子上还安装一个辅助的起动绕组(又称副绕组)。两个绕组在空间相距 900或一定的电角度。
离心开关或起动继电器和 PTC起动器
( 1)离心开关
在单相异步电动机中,除了电容运转电动机外,
在起动过程中,当转子转速达到同步转速的 70%
左右时,常借助于离心开关,切除单相电阻起动异步电动机和电容起动异步电动机的起动绕组,
或切除电容起动及运转异步电动机的起动电容器。
离心开关一般安装在轴伸端盖的内侧。
离心开关是利用转子转速的变化,引起重块所产生的离心作用,通过滑动机构来闭合或分断触点,
达到在起动时接通起动绕组的目的。
离心式转速表原理图
( 2)起动继电器
有些电动机,如电冰箱电动机,由于它与压缩机组装在一起,并放在密封的罐子里,不便于安装离心开关,就用起动继电器代替。继电器的吸铁线圈串联在主绕组回路中,起动时,主绕组电流很大,衔铁动作,使串联在副绕组回路中的动合触点闭合。于是副绕组接通,电动机处于两相绕组运行状态。随着转子转速上升,主绕组电流不断下降,吸引线圈的吸力下降。当到达一定的转速,电磁铁的吸力小于触点的反作用弹簧的拉力,触点被打开,副绕组就脱离电源。
( 3) PTC(正温度系数 )起动器
最新式的启动元件是,PTC”,它是一种能“通”或
“断”的热敏电阻。 PTC热敏电阻是一种新型的半导体元件,可用作延时型起动开关。使用时,将 PTC元件与电容起动或电阻起动电机的副绕组串联。在起动初期,因 PTC
热敏电阻尚未发热,阻值很低,副绕组处于通路状态,电机开始起动。随着时间的推移,电机的转速不断增加,
PTC元件的温度因本身的焦耳热而上升,当超过居里点
Tc(即电阻急剧增加的温度点),电阻剧增,副绕组电路相当于断开,但还有一个很小的维持电流,并有 2-3瓦的损耗,使 PTC元件的温度维持在居里点 Tc值以上。当电机停止运行后,PTC元件温度不断下降,约 2-3分钟其电阻值降到 Tc点以下,这时有可以重新启动,这一时间正好是电冰箱和空调机所规定的两次开机间的停机时间。
PTC起动器的优点:无触点、运行可靠、无噪无电火花,
防火、防爆性能好。且耐振动、耐冲击、体积小、重量轻、
价格低。
PTC热敏电阻的电阻 -温度关系曲线二、基本工作原理
1,单相绕组通入单相交流电时的情况单相交流绕组通入单相交流电流将产生脉动磁势,一个脉动磁势可以分解为两个大小相等、转速相同、转向相反的圆形旋转磁势。分别用 F+,F-表示,建立起正转和反转磁场 ф+,ф-,
这两个磁场切割转子导体,产生感应电动势和感应电流,从而形成正反向电磁转矩 Tem+,Tem-,叠加后即为推动转子转动的合成转矩 Tem。
1
snnSS
n
2s
s
nnSS
n
设电动机转速为 n,则对正转磁场而言,
转差率 s+为对反转磁场而言,转差率 s-为
20,20 SSSS 时,当时,即当单相异步电动机的 T=f(s)曲线分析:
1) 转子静止时,n=0,S=1,合成转矩为 0。 单相感应电动机无起动转矩,故单相异步电动机不能自行起动 。
三相异步电动机电源断一相,相当于一台单相异步电动机,故不能起动 。
2) 当 s≠ 1时,T≠ 0,且 T无固定方向,取决于 s的正负 。 一旦旋转,转向依外力方向而定,即在外力矩作用下,电机可朝外力方向旋转 。
三相感应电动机运行中断一相,电机仍能继续运转 。
3) 由于存在负序转矩,使合成转矩减小,过载能力低,TL不变,n下降 → S上升 → 电流上升 → 温升增加 。
7.1.2 单相异步电动机的主要类型一、分相起动电动机分相起动电动机包括电容起动电动机、电容电动机和电阻起动电动机根据获得旋转磁场方式的不同,主要分为分相电动机和罩极电动机
1、电容起动电动机特点:
ⅰ ) 起动绕组和电容按短时工作设计;
ⅱ ) 电容起分相和提高功率因数的作用 。
由于起动绕组和电容按短时工作设计,因此,当 n达 75~
80%n1时,离心开关自动打开 。
2、电容电动机电容电动机实质是一台两相异步电动机,起动绕组和电容应按长期工作设计。
特点:
ⅰ ) 起动绕组和电容器按长期工作设计;
ⅱ ) 过载能力,功率因数和效率均较高;
ⅲ ) 容量能做到五十瓦至几千瓦;
ⅳ ) 应用比较广泛,如应用于压气机,空调等 。
3 电阻起动电动机在起动绕组中串联电阻来分相,即工作绕组电阻小,电抗大;
起动绕组电阻大,电抗小。
只要两个回路的阻抗不同,Im,Ia便不同相位,从而建立旋转磁场,产生电磁转矩结构简单,起动转矩低
一、概述
1,应用情况广泛应用于家用电器 ( 电风扇,电冰箱,洗衣机等 ),
空调设备,电动工具,医疗器械及轻工设备中 。
⒈ 了解单相感应电动机的结构特点,优缺点及应用情况;
⒉ 掌握单相感应电动机的工作原理,弄清单相感应电动机为什么没有起动转矩?
⒊ 重点掌握单相感应电动机的的起动方法与类型 。
2,优缺点优点:结构简单,成本低廉,噪音小 。
缺点:与同容量三相感应电动机相比较,体积较大,功率因数及过载能力都较低 。
故单相感应电动机只能作成小容量:
微型:几瓦~ 750瓦;
小型,550瓦~ 3700瓦 。
2,结构与三相感应电动机相似,包括定子和转子两大部分。转子结构都是笼型的,定子铁心由硅钢片叠压而成。定子铁心上嵌有定子绕组。
单相感应电动机正常工作时,一般只需要单相绕组即可,
但单相绕组通以单相交流电时产生的磁场是脉动磁场,单相运行的电动机没有起动转矩。
为使电动机能自行起动和改善运行性能,除工作绕组(又称主绕组)外,在定子上还安装一个辅助的起动绕组(又称副绕组)。两个绕组在空间相距 900或一定的电角度。
离心开关或起动继电器和 PTC起动器
( 1)离心开关
在单相异步电动机中,除了电容运转电动机外,
在起动过程中,当转子转速达到同步转速的 70%
左右时,常借助于离心开关,切除单相电阻起动异步电动机和电容起动异步电动机的起动绕组,
或切除电容起动及运转异步电动机的起动电容器。
离心开关一般安装在轴伸端盖的内侧。
离心开关是利用转子转速的变化,引起重块所产生的离心作用,通过滑动机构来闭合或分断触点,
达到在起动时接通起动绕组的目的。
离心式转速表原理图
( 2)起动继电器
有些电动机,如电冰箱电动机,由于它与压缩机组装在一起,并放在密封的罐子里,不便于安装离心开关,就用起动继电器代替。继电器的吸铁线圈串联在主绕组回路中,起动时,主绕组电流很大,衔铁动作,使串联在副绕组回路中的动合触点闭合。于是副绕组接通,电动机处于两相绕组运行状态。随着转子转速上升,主绕组电流不断下降,吸引线圈的吸力下降。当到达一定的转速,电磁铁的吸力小于触点的反作用弹簧的拉力,触点被打开,副绕组就脱离电源。
( 3) PTC(正温度系数 )起动器
最新式的启动元件是,PTC”,它是一种能“通”或
“断”的热敏电阻。 PTC热敏电阻是一种新型的半导体元件,可用作延时型起动开关。使用时,将 PTC元件与电容起动或电阻起动电机的副绕组串联。在起动初期,因 PTC
热敏电阻尚未发热,阻值很低,副绕组处于通路状态,电机开始起动。随着时间的推移,电机的转速不断增加,
PTC元件的温度因本身的焦耳热而上升,当超过居里点
Tc(即电阻急剧增加的温度点),电阻剧增,副绕组电路相当于断开,但还有一个很小的维持电流,并有 2-3瓦的损耗,使 PTC元件的温度维持在居里点 Tc值以上。当电机停止运行后,PTC元件温度不断下降,约 2-3分钟其电阻值降到 Tc点以下,这时有可以重新启动,这一时间正好是电冰箱和空调机所规定的两次开机间的停机时间。
PTC起动器的优点:无触点、运行可靠、无噪无电火花,
防火、防爆性能好。且耐振动、耐冲击、体积小、重量轻、
价格低。
PTC热敏电阻的电阻 -温度关系曲线二、基本工作原理
1,单相绕组通入单相交流电时的情况单相交流绕组通入单相交流电流将产生脉动磁势,一个脉动磁势可以分解为两个大小相等、转速相同、转向相反的圆形旋转磁势。分别用 F+,F-表示,建立起正转和反转磁场 ф+,ф-,
这两个磁场切割转子导体,产生感应电动势和感应电流,从而形成正反向电磁转矩 Tem+,Tem-,叠加后即为推动转子转动的合成转矩 Tem。
1
snnSS
n
2s
s
nnSS
n
设电动机转速为 n,则对正转磁场而言,
转差率 s+为对反转磁场而言,转差率 s-为
20,20 SSSS 时,当时,即当单相异步电动机的 T=f(s)曲线分析:
1) 转子静止时,n=0,S=1,合成转矩为 0。 单相感应电动机无起动转矩,故单相异步电动机不能自行起动 。
三相异步电动机电源断一相,相当于一台单相异步电动机,故不能起动 。
2) 当 s≠ 1时,T≠ 0,且 T无固定方向,取决于 s的正负 。 一旦旋转,转向依外力方向而定,即在外力矩作用下,电机可朝外力方向旋转 。
三相感应电动机运行中断一相,电机仍能继续运转 。
3) 由于存在负序转矩,使合成转矩减小,过载能力低,TL不变,n下降 → S上升 → 电流上升 → 温升增加 。
7.1.2 单相异步电动机的主要类型一、分相起动电动机分相起动电动机包括电容起动电动机、电容电动机和电阻起动电动机根据获得旋转磁场方式的不同,主要分为分相电动机和罩极电动机
1、电容起动电动机特点:
ⅰ ) 起动绕组和电容按短时工作设计;
ⅱ ) 电容起分相和提高功率因数的作用 。
由于起动绕组和电容按短时工作设计,因此,当 n达 75~
80%n1时,离心开关自动打开 。
2、电容电动机电容电动机实质是一台两相异步电动机,起动绕组和电容应按长期工作设计。
特点:
ⅰ ) 起动绕组和电容器按长期工作设计;
ⅱ ) 过载能力,功率因数和效率均较高;
ⅲ ) 容量能做到五十瓦至几千瓦;
ⅳ ) 应用比较广泛,如应用于压气机,空调等 。
3 电阻起动电动机在起动绕组中串联电阻来分相,即工作绕组电阻小,电抗大;
起动绕组电阻大,电抗小。
只要两个回路的阻抗不同,Im,Ia便不同相位,从而建立旋转磁场,产生电磁转矩结构简单,起动转矩低