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采用單相交流電源的異步電動(dòng)機(jī)稱為單相異步電動(dòng)機(jī)。單相異步電動(dòng)機(jī)由于只需要單相交流電,故使用方便、應(yīng)用廣泛,并且有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、噪聲小、對(duì)無線電系統(tǒng)干擾小等優(yōu)點(diǎn),因而常用在功率不大的家用電器和小型動(dòng)力機(jī)械中,如電風(fēng)扇、洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)、抽油煙機(jī)、電鉆、醫(yī)療器械、小型風(fēng)機(jī)及家用水泵等。由于中國(guó)的單相電壓是220V,而國(guó)外的單相電壓如美國(guó)120V、日本100V、德國(guó)英國(guó)法國(guó)230V,所以在使用國(guó)外的單相異步電動(dòng)機(jī)時(shí)需要注意電機(jī)的額定電壓與電源電壓是否相同。
單相異步電動(dòng)機(jī)由定子、轉(zhuǎn)子、軸承、機(jī)殼、端蓋等構(gòu)成。單相異步電動(dòng)機(jī)常常被制成小型的電機(jī)設(shè)備,它的電機(jī)容量很小,只需要用單相的交流電源供電,作為驅(qū)動(dòng)用電機(jī),單相異步電動(dòng)機(jī)的功率僅需幾瓦、幾十瓦或者幾百瓦。
單相異步電機(jī)工作原理
單相異步電動(dòng)機(jī)是由單相交流電源供電的旋轉(zhuǎn)電機(jī) ,其定子繞組為單相。當(dāng)接入單相交流電時(shí) ,它在定轉(zhuǎn)子氣隙中會(huì)產(chǎn)生一交變脈動(dòng)磁場(chǎng) ,所以單相異步電動(dòng)機(jī)不能自啟動(dòng)。在交流電機(jī)中,當(dāng)定子繞組通過交流電流時(shí),建立了電樞磁動(dòng)勢(shì),它對(duì)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(dòng)勢(shì),該磁動(dòng)勢(shì)可分解為兩個(gè)幅值相等、轉(zhuǎn)速相反的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)和,從而在氣隙中建立正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和。這兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)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(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流 。
該電流與磁場(chǎng)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(gè)轉(zhuǎn)矩疊加起來就是推動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的合成轉(zhuǎn)矩。
不論是正轉(zhuǎn)磁場(chǎng)還是反轉(zhuǎn)磁場(chǎng),他們的大小與轉(zhuǎn)差率的關(guān)系和三相異步電動(dòng)機(jī)的情況是一樣的。若電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是n,
則對(duì)正轉(zhuǎn)磁場(chǎng)而言,轉(zhuǎn)差率為:s+=(n1-n)/n1=s
對(duì)反轉(zhuǎn)磁場(chǎng)而言,轉(zhuǎn)差率為:s-=(-n1-n)/-n1=s
單相異步電動(dòng)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(dòng)機(jī)無啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩,如不采取其他措施,電動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng)。
(2)當(dāng)s≠1時(shí), 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(dòng)機(jī)的過載能力較低。
電容分相式起動(dòng)工作原理
啟動(dòng)時(shí)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(chǎng),電機(jī)轉(zhuǎn)起來;轉(zhuǎn)動(dòng)正
常以后離心開關(guān)被甩開,啟動(dòng)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(chǎng),使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)起來。
使用
單相異步電動(dòng)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(dòng)工具(如手電鉆)、醫(yī)用器械、自動(dòng)化儀表等。
安裝
電動(dòng)機(jī)安裝前應(yīng)測(cè)量定子繞組對(duì)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(duì)繞組進(jìn)行烘干助理,可采用燈泡加熱法。
電動(dòng)機(jī)的軸伸直徑出廠時(shí)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的附件。安裝時(shí)用手推入或輕輕敲擊軸伸臺(tái)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(dòng)機(jī)不能起動(dòng)、損壞軸承、增大電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行噪聲。
電動(dòng)機(jī)在安裝至配套機(jī)械之前,要仔細(xì)檢查電動(dòng)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(dòng)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(dòng)機(jī)運(yùn)行前,務(wù)必把接地導(dǎo)線連接到電動(dòng)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。