單相電機(jī)怎么工作的(什么是單相電機(jī),它是如何工作的視頻)

單相電動(dòng)機(jī)是指由220V交流單相電源供電的異步電動(dòng)機(jī)。由于220V電源非常方便經(jīng)濟(jì)，家庭用電是220V，單相電機(jī)不僅用于生產(chǎn)，而且與人們的日常生活密切相關(guān)，特別是隨著人們生活水平的日益提高，家用電器設(shè)備的單相電機(jī)用量也越來(lái)越大。

微型泵、精煉機(jī)、脫粒機(jī)、粉碎機(jī)、木工機(jī)械、醫(yī)療器械等。被用于生產(chǎn)，還有電風(fēng)扇、吹風(fēng)機(jī)、排氣扇、洗衣機(jī)、冰箱等。都是日常生活中用的，種類(lèi)多但電量低。

當(dāng)單相正弦電流通過(guò)定子繞組時(shí)，電機(jī)將產(chǎn)生交變磁場(chǎng)。這種磁場(chǎng)的強(qiáng)度和方向隨時(shí)隨正弦規(guī)律變化，但在空間方位上是固定的，所以也叫交變脈動(dòng)磁場(chǎng)。這種交變脈動(dòng)磁場(chǎng)可以分解為兩個(gè)轉(zhuǎn)速相同、旋轉(zhuǎn)方向相反的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。當(dāng)轉(zhuǎn)子靜止時(shí)，這兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生兩個(gè)大小相等方向相反的轉(zhuǎn)矩，使合成轉(zhuǎn)矩為零，所以電機(jī)不能旋轉(zhuǎn)。當(dāng)我們用外力使電機(jī)向某一方向旋轉(zhuǎn)時(shí)(例如順時(shí)針旋轉(zhuǎn))，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間切割磁力線的運(yùn)動(dòng)變小；轉(zhuǎn)子和逆時(shí)針?lè)较虻男D(zhuǎn)磁場(chǎng)之間的切割磁力線的運(yùn)動(dòng)變大。這樣平衡被打破，轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的總電磁力矩將不再為零，轉(zhuǎn)子將沿推動(dòng)方向旋轉(zhuǎn)。

為了使單相電機(jī)自動(dòng)旋轉(zhuǎn)，我們可以在定子中增加一個(gè)起動(dòng)繞組，它在空間上與主繞組相隔90度。起動(dòng)繞組應(yīng)該與合適的電容器串聯(lián)，使得起動(dòng)繞組和主繞組之間的相位差大約為90度，這就是所謂的相位分離原理。這樣兩個(gè)在時(shí)間上相差90度的電流流入兩個(gè)在空間上相差90度的繞組，會(huì)在空間上產(chǎn)生一個(gè)(兩相)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，

在這個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下，轉(zhuǎn)子可以自動(dòng)啟動(dòng)。起動(dòng)后，當(dāng)轉(zhuǎn)速上升到一定水平時(shí)，起動(dòng)繞組將通過(guò)安裝在轉(zhuǎn)子上的離心開(kāi)關(guān)或其他自動(dòng)控制裝置斷開(kāi)，正常運(yùn)行時(shí)只有主繞組工作。因此，啟動(dòng)繞組可以被制成短時(shí)間工作模式。然而，在許多情況下，起動(dòng)繞組不會(huì)連續(xù)斷開(kāi)。我們稱(chēng)這種電機(jī)為單相電機(jī)。要改變這個(gè)電機(jī)的方向，只需改變輔助繞組的端子。

在單相電機(jī)中，另一種產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方法叫做罩極法，也稱(chēng)為單相罩極電機(jī)。這種電機(jī)定子采用凸極式，有兩極和四極。每個(gè)磁極在1/3 ~ 1/4全極面有一個(gè)小槽，把磁極分成兩部分。小的部分套一個(gè)短路銅環(huán)，好像把磁極的這一部分蓋住了，所以叫遮極電機(jī)。單相繞組套在整個(gè)磁極上，每極的線圈串聯(lián)。連接時(shí)，線圈產(chǎn)生的極性必須按N、S、N、S的順序排列，當(dāng)定子繞組通電時(shí)，磁極中產(chǎn)生主磁通。根據(jù)楞次定律，通過(guò)短路銅環(huán)的主磁通在銅環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流，該感應(yīng)電流在相位上滯后于主磁通90度。該電流產(chǎn)生的磁通在相位上也滯后于主磁通，其作用相當(dāng)于電容電機(jī)的起動(dòng)繞組，從而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)使電機(jī)旋轉(zhuǎn)。[1]

單相電機(jī)的分類(lèi)

理論上，如果采取措施使兩個(gè)繞組中流過(guò)的交流電流有一定的相位差，單相電動(dòng)機(jī)是可以起動(dòng)的。如何使兩個(gè)在空間上錯(cuò)開(kāi)一定角度的磁位或磁通之間產(chǎn)生一定的相位差，是解決啟動(dòng)問(wèn)題的出發(fā)點(diǎn)。據(jù)此，單相A

圖(a)所示為電容分相單相電機(jī)的原理圖。由于電容器的移相作用明顯，只要在起動(dòng)繞組中接入一個(gè)容量合適的電容器(一般在20 ~ 50 F左右)，兩個(gè)繞組之間的電流相位差就可以接近90。此時(shí)合成的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)接近圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，因此起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，起動(dòng)電流小。這種單相電機(jī)應(yīng)用廣泛。啟動(dòng)后可根據(jù)需要保持(稱(chēng)為電容啟動(dòng)電機(jī))或切斷(稱(chēng)為電容啟動(dòng)電機(jī)，由置于電機(jī)內(nèi)部的離心開(kāi)關(guān)執(zhí)行)。如果需要改變電機(jī)的方向，只需切換任意繞組的出線端子即可。此時(shí)，兩個(gè)繞組之間的電流相位關(guān)系相反。

分相單相電動(dòng)機(jī)

(2)電阻分相單相電動(dòng)機(jī)

這種電機(jī)起動(dòng)繞組匝數(shù)少，導(dǎo)線細(xì)，電抗小，電阻比運(yùn)行繞組大。電阻分相起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)繞組的電流超前于運(yùn)行繞組的電流，產(chǎn)生的磁場(chǎng)是一個(gè)橢圓度較大的橢圓旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，因此起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小，只在空載或輕載情況下使用，很少使用。電阻分相單相電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)繞組一般是為短期運(yùn)行而設(shè)計(jì)的。啟動(dòng)后被離心開(kāi)關(guān)切斷，工作繞組保持運(yùn)行。圖(b)所示為電阻分相單相電機(jī)的原理圖。[1]

磁極式單相電機(jī)

定子磁極的一部分嵌有短路銅環(huán)或短路線圈(組)，構(gòu)成罩極單相電機(jī)。隱蔽式單相電機(jī)包括凸極式和隱極式。

當(dāng)向定子繞組施加單相交流電時(shí)，定子繞組產(chǎn)生的脈動(dòng)磁場(chǎng)的大部分磁通通過(guò)氣隙直接耦合到轉(zhuǎn)子上，定子繞組產(chǎn)生的小部分磁通穿過(guò)屏蔽電極的銅環(huán)并與之結(jié)合，通過(guò)氣隙進(jìn)入轉(zhuǎn)子磁路。根據(jù)楞次定律，感應(yīng)磁通總是阻礙原磁通的變化，感應(yīng)磁通在相位上滯后于原磁通。這樣就有了兩個(gè)以一定角度交錯(cuò)，在空間上有一定相位差的磁通量，合成的磁場(chǎng)是一個(gè)橢圓度很大的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。罩極電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向從裸極部分向罩極部分固定，具有功率低、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、易于維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)。磁極電機(jī)通常用于小型鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)和風(fēng)扇電機(jī)。[1]

起動(dòng)加濃系

1.啟動(dòng)模式

220 V交流單相電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式大致分為以下幾種：

種，分相起動(dòng)型，如圖A所示，由輔助起動(dòng)繞組起動(dòng)。它的啟動(dòng)扭矩并不大。運(yùn)行速度大致保持恒定。主要用于電風(fēng)扇、空調(diào)扇電機(jī)、洗衣機(jī)等電機(jī)。

圖A分相啟動(dòng)接線電路

二是電機(jī)靜止時(shí)，離心開(kāi)關(guān)打開(kāi)，啟動(dòng)電容參與供電后的啟動(dòng)工作。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速達(dá)到額定值的70% ~ 80%時(shí)，離心開(kāi)關(guān)會(huì)自動(dòng)跳開(kāi)，起動(dòng)電容完成任務(wù)斷開(kāi)。起動(dòng)繞組不參與運(yùn)行工作，而電機(jī)繼續(xù)以運(yùn)行繞組線圈運(yùn)行，如圖b所示。

圖b電容器啟動(dòng)接線電路

第三，電機(jī)靜止時(shí)，離心開(kāi)關(guān)打開(kāi)，啟動(dòng)電容參與供電后的啟動(dòng)工作。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速達(dá)到額定值的70% ~ 80%時(shí)，離心開(kāi)關(guān)會(huì)自動(dòng)跳開(kāi)，起動(dòng)電容完成任務(wù)斷開(kāi)。運(yùn)行電容與啟動(dòng)繞組串聯(lián)，參與運(yùn)行工作。這種連接一般用于空氣壓縮機(jī)、切割機(jī)、木工機(jī)械等負(fù)載重且不穩(wěn)定的地方。如圖C所示.

圖C電容器啟動(dòng)操作連接電路

如果帶離心開(kāi)關(guān)的電機(jī)不能在短時(shí)間內(nèi)成功啟動(dòng)，繞組線圈會(huì)很快燒壞。

電容：雙值電容電機(jī)具有較大的啟動(dòng)電容和

對(duì)于圖A、圖B、圖C中起動(dòng)和運(yùn)行繞組的判斷，起動(dòng)繞組的DC電阻通常遠(yuǎn)大于運(yùn)行繞組的，可用萬(wàn)用表測(cè)量。一般來(lái)說(shuō)，運(yùn)行繞組的DC電阻是幾歐姆，而啟動(dòng)繞組的DC電阻是幾十歐姆到幾十歐姆。[2]

維護(hù)方法

專(zhuān)業(yè)電機(jī)維修中心的電機(jī)維修流程：清洗定子、轉(zhuǎn)子更換碳刷或其他零件真空F級(jí)壓力浸漆烘干動(dòng)平衡。

1.操作環(huán)境應(yīng)始終保持干燥，電機(jī)表面應(yīng)保持清潔，進(jìn)氣口不應(yīng)被灰塵、纖維等堵塞。

2.當(dāng)電動(dòng)機(jī)的熱保護(hù)連續(xù)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)查明故障是來(lái)自電動(dòng)機(jī)還是過(guò)載或保護(hù)裝置的整定值過(guò)低。故障消除后，方可投入運(yùn)行。

3.確保電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中潤(rùn)滑良好。一般電機(jī)運(yùn)行5000小時(shí)左右，即應(yīng)補(bǔ)充或更換潤(rùn)滑脂。運(yùn)轉(zhuǎn)中軸承過(guò)熱或潤(rùn)滑變質(zhì)時(shí)，應(yīng)及時(shí)用液壓更換潤(rùn)滑脂。更換潤(rùn)滑脂時(shí)，應(yīng)清除舊潤(rùn)滑油，并用汽油清洗軸承和軸承蓋的油槽。然后，ZL-3鋰基潤(rùn)滑脂應(yīng)注入軸承內(nèi)外圈之間空腔的1/2(2極)和2/3(4、6和8極)。

4.當(dāng)軸承壽命結(jié)束時(shí)，電機(jī)的振動(dòng)和噪音會(huì)明顯增大。當(dāng)軸承的徑向間隙達(dá)到以下值時(shí)，應(yīng)更換軸承。

5.拆卸電機(jī)時(shí)，可從軸的伸出端或非伸出端取出轉(zhuǎn)子。如果不需要拆下風(fēng)扇，從非軸向延伸端取出轉(zhuǎn)子更方便。從定子中取出轉(zhuǎn)子時(shí)，應(yīng)防止損壞定子繞組或絕緣。

6.更換繞組時(shí)，必須記下繞組的形狀、尺寸、匝數(shù)、線規(guī)等。原始繞組的長(zhǎng)度。當(dāng)這些數(shù)據(jù)丟失時(shí)，你應(yīng)該向制造商索取。隨意改變?cè)O(shè)計(jì)繞組，往往會(huì)使電機(jī)的一項(xiàng)或幾項(xiàng)性能變差，甚至無(wú)法使用。[2]

用途和型號(hào)

由于單相異步電動(dòng)機(jī)只需要單相供電，所以廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)和生活等小型設(shè)備中。但由于其經(jīng)濟(jì)性能不佳，僅由低功率制成。

中國(guó)生產(chǎn)的小馬力單相異步電動(dòng)機(jī)有以下幾種型號(hào)。

1.BO2系列單相電阻起動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)。功率在60到370 W之間.其特征是不加分相元件，輔助繞組靠自身電阻啟動(dòng)，啟動(dòng)結(jié)束時(shí)用離心開(kāi)關(guān)切斷輔助繞組。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。具有中等起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和過(guò)載能力，適用于小型機(jī)床、鼓風(fēng)機(jī)和醫(yī)療機(jī)械。

2.CO2系列單相電容起動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)。功率在120到750 W之間.它是一種單相電動(dòng)機(jī)，通過(guò)增加電容來(lái)增加起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。電容器串聯(lián)連接到輔助繞組，且在啟動(dòng)結(jié)束時(shí)，輔助繞組和電容器與離心開(kāi)關(guān)一起從電源切斷，離心開(kāi)關(guān)像BO2型一樣變成只有主繞組運(yùn)行而輔助繞組空閑狀態(tài)。電容式起動(dòng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩高，但過(guò)載能力適中。適用于空壓機(jī)、冰箱、洗衣機(jī)、磨粉機(jī)、脫粒機(jī)、水泵。

3.DO2單相電容電動(dòng)機(jī)。它是一種單相電機(jī)，使用電容器來(lái)啟動(dòng)和運(yùn)行。次級(jí)繞組與電容器和主繞組一起運(yùn)行。因此，不需要離心開(kāi)關(guān)。經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)，電機(jī)運(yùn)行時(shí)形成理想的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，因此電機(jī)運(yùn)行性能好，效率高，功率因數(shù)高，噪音低。它的功率范圍是4 ~ 250 W.因?yàn)橛昧艘粋€(gè)電容兼顧了啟動(dòng)和行駛，并且權(quán)衡了制動(dòng)的弊端。因?yàn)閱?dòng)時(shí)間短，只需要選擇盡可能滿足長(zhǎng)期運(yùn)行需要的電容值，所以選擇便宜的小值電容。因此，這種電機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較低，只能用于空載或輕載起動(dòng)的機(jī)械，如電風(fēng)扇、換氣扇、錄音機(jī)等。

4.雙值ca