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单相交流电机的工作原理
时间:2020-06-10 22:57

  单相交流电机的工作原理_物理_自然科学_专业资料。单相交流电机的工作原理 一、单相交流电动机只有一个绕组,转子是鼠笼式的。当单相正弦电流通过定子绕 组时,电动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

  单相交流电机的工作原理 一、单相交流电动机只有一个绕组,转子是鼠笼式的。当单相正弦电流通过定子绕 组时,电动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,所以电动机无法旋 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。 要使单相电动机能自动旋转起来,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,我们称这种电动机 为电容式单相电动机,要改变这种电动机的转向,可由改变电容器串接的位置来实现。 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。 二、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。 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。 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。 三、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 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。 图 1 电容运转型接线 电容起动型接线 电容启动运转型接线电路(双值电容器) 图4 开关控制正反转接线 四、单相异步电动机常见故障分析 单相异步电动机的许多故障,如机械构件故障和绕组断线、短路、接地等故障,无 论在故障现象和处理方法上都和三相异步电动机相同。 但由于单相异步电动机结构上的 特殊性,它的故障也与三相异步电动机有所不同,如启动装置故障、启动绕组故障、电 容器故障等。单相电容启动异步电动机常见 故障及原因主要有: 故障 1:电源正常,通 电后电机不能启动。原因是:1 电机引线 主绕组或副绕组开 路;3 离心开关触 点合不上;4 电容器开路;5 轴承卡住;&转子与定子碰擦。 故障 2:空载能启动,或借 助外力能启动,但启动慢且转向不定。原因是:1 副绕组开路; 2 离心开关触点接触不 良;3 启动电容开路或损坏。 故障 3:电机启动后很快发热甚至烧毁绕组。原因是:1 主绕组匝间短路或接地;2 主、副 绕组之间短路;3 启动后离心开关触点断不开;4 主、副绕组相互接错;5 定子与转子摩擦。 故障 4:电机转速低,运转无力。原因是:1 主绕组匝间轻微短路;2 运转电容开路或容量 降低;3 轴承太紧;4 电源电压低。 故 障 5:烧保险丝。原因是:1 绕组严重短路或接地;2 引出线 电容击穿短 路。 故障 6:电机运转时噪音太大。原因是:1 绕组漏电;2 离心开关损坏;3 轴承损坏 或间隙 太大;4 电机内进入异物。 五、单相异步电动机常见故障分析 单相异步电动机的许多故障,如机械构件故障和绕组断线、短路、接地等故障,无 论在故障现象和处理方法上都和三相异步电动机相同。 但由于单相异步电动机结构上的 特殊性,它的故障也与三相异步电动机有所不同,如启动装置故障、启动绕组故障、电 容器故障等。 二、单相异步电动机常见故障的处理 1.电动机通电后不转,发出“嗡嗡”声,用外力推动后可正常旋转的故障处理方法 (1)用万用表检查启动绕组是否断开。如在槽口处断开,则只需一根相同规格的绝 缘线把断开处焊接,加以绝缘处理;如内部断线,则要更换绕组。 (2)对单相电容异步电动机,检查电容器是否损坏。如损坏,更换同规格的电容。 判断电容是否有击穿、接地、开路或严重泄漏故障方法如下。 将万用表拨至 x10kΩ 或 x1kΩ 挡,用螺丝刀或导线短接电容两端进行放电后,把万 用表两表笔接电容出线端。表针摆动可能为一些情况。 ①指针先大幅度摆向电阻零位,然后慢慢返回初始位置——电容器完好。 ②指针不动——电容器有开路故障。 ③指针摆到刻度盘上某较小阻值处,不再返回——电容器泄漏电流较大。 ④指针摆到电阻零位后不返回——电容器内部已击穿短路。 ⑤指针能正常摆动和返回,但第一次摆幅小——电容器容量减小。 ⑥把万用表拨至 x100Ω 挡,用表笔测电容器两端接线端对地电阻,若指示为零说明 电容已接地。 (3)对单相电阻式异步电动机,用万用表检查电阻元件是否损坏。如损坏,更换同 规格的电阻。 (4)对单相启动式异步电动机,要检查离心开关(或继电器)。如触点闭合不上, 可能是有杂物进入,使铜触片卡住而无法动作,也可能是弹簧拉力太松或损坏。处理方 法是清除杂物或更换离心开关(或继电器)。 (5)对罩极电动机,亚博足彩app,检查短路环是否断开或脱焊,焊接或更换短路环。 2.电动机通电话不转,发出“嗡嗡”声,外力推动也不能使之旋转的故障处理方法 (1)检查电动机是否过载,若过载即减载。 (2)检查轴承是否损坏或卡住,修理或更换轴承。 (3)检查定子、转子铁芯是否相擦,若是轴承松动造成,应更换轴承,否则应锉去 相擦部位,校正转子轴线)检查主绕组和副绕组接线,若接线.电动机通电后不转,没有“嗡嗡”声,外力也不能使之旋转的故障处理方法 (1)检查电源是否断线)检查进线线头是否松动,重新接线)检查工作绕组是否断路、短路(与三相异步电动机定子绕组的检查方法相同), 找出故障点,修复或更换断路绕组。