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單相電機(jī)跟三相電機(jī)不一樣。單相電機(jī)只有兩個(gè)繞組,一個(gè)主繞組,一個(gè)副繞組。但是在應(yīng)用中,它比三相電機(jī)感覺要復(fù)雜的多。比如它的接線,比如它的正反轉(zhuǎn)。都還是有好幾種情況,不掌握它的一些規(guī)律和訣竅。往往貿(mào)然行事,不小心很容易就把電機(jī)給燒了。
網(wǎng)上很多類似的東西,都是直接轉(zhuǎn)發(fā)過來。把人看的云里霧里,不明就里。關(guān)鍵還有很明顯的錯(cuò)誤的東西,也是層層往下傳。不仔細(xì)去分辯,還真容易出錯(cuò)。
下面我收集了一些相關(guān)的圖片,對(duì)這個(gè)話題感興趣的朋友,不妨一起來討論學(xué)習(xí)一下:
?。ń?jīng)典的書本級(jí)單相電機(jī)繞組接線圖)
?雙繞組,分主副。主繞組線粗匝數(shù)少,副繞組線細(xì)匝數(shù)多。接線方法為:火線進(jìn)?分兩路?一路到主繞組?回零線。另一路?串電容?副繞組?回零。
?單相電機(jī)要實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn),一般都是交換主繞組或者副繞組頭尾即可。但若是在線圈里面已經(jīng)固化的,出線端處一般都是不可換向。也就是說,電機(jī)只允許一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)。
?還有一種特殊的單相電機(jī),如上圖。它的主副繞組參數(shù)一樣,也就是不分主副。比如洗衣機(jī)電機(jī)一般都是這樣。這種電機(jī)的正反轉(zhuǎn),不用倒換繞組方向。(倒換繞組方向?qū)嶋H上還是相當(dāng)麻煩的)。它這種直接切換線路,先進(jìn)哪一邊繞組即可。撥到主繞組正轉(zhuǎn),撥到副繞組反轉(zhuǎn),控制相對(duì)容易的多。
?但是一定要注意區(qū)分繞組是哪種。需要嚴(yán)格區(qū)分主副繞組的,這種切換方法就不可以。
?這種是調(diào)速單相電機(jī),比如風(fēng)扇電機(jī)。通過帶抽頭的繞組來增加線圈電阻限流。從而獲得不同轉(zhuǎn)速。
?這種電機(jī)接線之前,用萬用表測(cè)量各抽頭阻值,以便判斷檔位線頭排列。
?主繞組阻值小,副繞組阻值大,抽頭各阻值進(jìn)行數(shù)學(xué)加減,便可以加以判斷。
這種是雙電容單相電機(jī),啟動(dòng)力矩相對(duì)單電容大很多。
?運(yùn)行繞組(主繞組),啟動(dòng)繞組(副繞組)。電源?經(jīng)過雙電容(一個(gè)啟動(dòng),一個(gè)運(yùn)行)?啟動(dòng)電容串接離心開關(guān)?和副繞組?回零
?啟動(dòng)完畢以后,離心開關(guān)在達(dá)到一定速度后,自動(dòng)切斷了啟動(dòng)電容。剩下運(yùn)行電容參與長期運(yùn)行。
?重點(diǎn)注意:接線板上繞組及電容等的分布排列,上面一般都有字母,基本上都遵循慣例,不會(huì)亂排列。
?。ń泳€盒內(nèi)參考圖)
單電容的接線圖如下:
所以只有運(yùn)行電容,沒有啟動(dòng)電容,用銅片短接了。
以上是單電容五個(gè)接線柱,排列的模擬。
好了,今天就先到這里。朋友們?nèi)绻€有其他的,歡迎討論。這只是接線分析圖,而如何利用元器件,對(duì)它進(jìn)行控制正反轉(zhuǎn)。我們下期再聊。
單相電機(jī)一般是指用單相交流電源(AC220V)供電的小功率單相異步電動(dòng)機(jī)。這種電機(jī)通常在定子上有兩相繞組,轉(zhuǎn)子是普通鼠籠型的。兩相繞組在定子上的分布以及供電情況的不同,可以產(chǎn)生不同的起動(dòng)特性和運(yùn)行特性。
當(dāng)單相正弦電流通過定子繞組時(shí),電機(jī)就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng),這個(gè)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向隨時(shí)間作正弦規(guī)律變化,但在空間方位上是固定的,所以又稱這個(gè)磁場(chǎng)是交變脈動(dòng)磁場(chǎng)。這個(gè)交變脈動(dòng)磁場(chǎng)可分解為兩個(gè)以相同轉(zhuǎn)速、旋轉(zhuǎn)方向互為相反的旋轉(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,使得合成轉(zhuǎn)矩為零,所以電機(jī)無法旋轉(zhuǎn)。當(dāng)我們用外力使電動(dòng)機(jī)向某一方向旋轉(zhuǎn)時(shí)(如順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)),這時(shí)轉(zhuǎn)子與順時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間的切割磁力線運(yùn)動(dòng)變??;轉(zhuǎn)子與逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間的切割磁力線運(yùn)動(dòng)變大。這樣平衡就打破了,轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的總的電磁轉(zhuǎn)矩將不再是零,轉(zhuǎn)子將順著推動(dòng)方向旋轉(zhuǎn)起來。
要使單相電機(jī)能自動(dòng)旋轉(zhuǎn)起來,我們可在定子中加上一個(gè)起動(dòng)繞組,起動(dòng)繞組與主繞組在空間上相差90度,起動(dòng)繞組要串接一個(gè)合適的電容,使得與主繞組的電流在相位上近似相差90度,即所謂的分相原理。這樣兩個(gè)在時(shí)間上相差90度的電流通入兩個(gè)在空間上相差90度的繞組,將會(huì)在空間上產(chǎn)生(兩相)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),在這個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下,轉(zhuǎn)子就能自動(dòng)起動(dòng),起動(dòng)后,待轉(zhuǎn)速升到一定時(shí),借助于一個(gè)安裝在轉(zhuǎn)子上的離心開關(guān)或其他自動(dòng)控制裝置將起動(dòng)繞組斷開,正常工作時(shí)只有主繞組工作。因此,起動(dòng)繞組可以做成短時(shí)工作方式。但有很多時(shí)候,起動(dòng)繞組并不斷開,我們稱這種電機(jī)為單相電機(jī),要改變這種電機(jī)的轉(zhuǎn)向,只要把輔助繞組的接線端頭調(diào)換一下即可。
在單相電動(dòng)機(jī)中,產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的另一種方法稱為罩極法,又稱單相罩極式電動(dòng)機(jī)。此種電動(dòng)機(jī)定子做成凸極式的,有兩極和四極兩種。每個(gè)磁極在1/3~1/4全極面處開有小槽,把磁極分成兩個(gè)部分,在小的部分上套裝上一個(gè)短路銅環(huán),好象把這部分磁極罩起來一樣,所以叫罩極式電動(dòng)機(jī)。單相繞組套裝在整個(gè)磁極上,每個(gè)極的線圈是串聯(lián)的,連接時(shí)必須使其產(chǎn)生的極性依次按N、S、N、S排列。當(dāng)定子繞組通電后,在磁極中產(chǎn)生主磁通,根據(jù)楞次定律,其中穿過短路銅環(huán)的主磁通在銅環(huán)內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)在相位上滯后90度的感應(yīng)電流,此電流產(chǎn)生的磁通在相位上也滯后于主磁通,它的作用與電容式電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)繞組相當(dāng),從而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來。
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傳和反轉(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。
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以下是百度的解釋:
啟動(dòng)原理:當(dāng)單相正弦電流通過定子繞組時(shí),電機(jī)就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng),這個(gè)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向隨時(shí)間作正弦規(guī)律變化,但在空間方位上是固定的,所以又稱這個(gè)磁場(chǎng)是交變脈動(dòng)磁場(chǎng)。這個(gè)交變脈動(dòng)磁場(chǎng)可分解為兩個(gè)以相同轉(zhuǎn)速、旋轉(zhuǎn)方向互為相反的旋轉(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,使得合成轉(zhuǎn)矩為零,所以電機(jī)無法旋轉(zhuǎn)。當(dāng)我們用外力使電動(dòng)機(jī)向某一方向旋轉(zhuǎn)時(shí)(如順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)),這時(shí)轉(zhuǎn)子與順時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間的切割磁力線運(yùn)動(dòng)變??;轉(zhuǎn)子與逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間的切割磁力線運(yùn)動(dòng)變大。這樣平衡就打破了,轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的總的電磁轉(zhuǎn)矩將不再是零,轉(zhuǎn)子將順著推動(dòng)方向旋轉(zhuǎn)起來。
對(duì)加粗字體存疑,給轉(zhuǎn)子一個(gè)順時(shí)針初始轉(zhuǎn)動(dòng),那么對(duì)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)想對(duì)速度減小,對(duì)逆時(shí)針的增大,那么切割磁感線時(shí)受逆時(shí)針磁場(chǎng)影響大,對(duì)轉(zhuǎn)子應(yīng)該制動(dòng)而不是加強(qiáng)啊。。
同向轉(zhuǎn)速接近的力矩大,反向旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速差大力矩小。
單相感應(yīng)電機(jī)除了這個(gè)理論解釋以外,還有另外一種解釋,你多找?guī)妆就馕牡碾姍C(jī)學(xué)書籍對(duì)比一下就可以看到。
假設(shè)轉(zhuǎn)子是永久磁鐵,定子是集中繞組,定子通交流以后磁場(chǎng)交替變化。轉(zhuǎn)子只能抖動(dòng)。如果向一個(gè)方向推動(dòng),磁場(chǎng)變化會(huì)吸引相應(yīng)極性轉(zhuǎn)子磁極,就成一單相同步電機(jī)。換成感應(yīng)電機(jī)原理也是相同,只不過轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)是感應(yīng)而來,而不是恒定直流罷了。
可以放到旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中考慮,將逆向運(yùn)行的磁場(chǎng) 放到同一坐標(biāo)中,如圖
如果 與轉(zhuǎn)子同向,則由于轉(zhuǎn)差率低 與q軸的夾角更小,又 ,所以 . 雙方作用于相同的電流,顯然 產(chǎn)生的電磁力更大。
感覺題主誤區(qū)可能是把 分別放到兩個(gè)坐標(biāo)系中考慮,這樣轉(zhuǎn)差率大的一方產(chǎn)生的q軸電流就大些,即雙方的q軸電流不同,但實(shí)際應(yīng)該是相同的。
可以參考電機(jī)學(xué)中單相電機(jī)T-s特性曲線,在原點(diǎn)時(shí)兩個(gè)轉(zhuǎn)矩對(duì)稱(大小相等,方向相反,合成值為0),一旦有一個(gè)小的偏離,對(duì)稱狀態(tài)將被打破,合成轉(zhuǎn)劇不為零切與便宜方向一致,故會(huì)啟動(dòng)了
提問者在看了這個(gè)答案下面的其他答案之后還是一頭霧水,不能解開心中的謎團(tuán)。
提問者在對(duì)這個(gè)問題中的理解過程中產(chǎn)生了一個(gè)“直覺錯(cuò)誤”,而其實(shí)很多同學(xué)都有這樣的直覺錯(cuò)誤,但是他們并不求甚解,馬馬虎虎差不多是這樣就行了,但是提問者把這個(gè)直覺錯(cuò)誤給提出來了。而沒有這個(gè)直覺錯(cuò)誤的人簡直不能理解你在說什么呢?
這個(gè)直覺錯(cuò)誤就是:題主認(rèn)為,如果轉(zhuǎn)子和磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速差越大,切割磁感線的速度越快,那么產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流就越大,因而產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩就越大。
所以題主就認(rèn)為:反轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)正向旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)矩要比正轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)矩大,所以這個(gè)時(shí)候就是制動(dòng)力,怎么會(huì)保持轉(zhuǎn)子不停的轉(zhuǎn)動(dòng)呢?
但是,這只是你的直覺而已,你有認(rèn)真思考過這個(gè)問題嗎?你有從理論上分析過這個(gè)直覺對(duì)不對(duì)嗎?你把一個(gè)似是而非的錯(cuò)誤直覺當(dāng)成已知條件來推理,當(dāng)然就錯(cuò)誤了。
真實(shí)情況是:電磁轉(zhuǎn)矩并不是隨著旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速差的增大而增大的,只能說在一定范圍內(nèi)這個(gè)直覺是正確的,超過一定范圍以后,你這個(gè)直覺是完全錯(cuò)誤的,或者是正好相反的。
三相異步電動(dòng)機(jī)定子磁場(chǎng)最終也是合成一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),和這個(gè)情況有一點(diǎn)類似,你可以參考三相異步電動(dòng)機(jī)的T-s曲線來看看這個(gè)問題。我隨便截個(gè)圖給你看看。
看見了沒有,在異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速比較高的時(shí)候,確實(shí)隨著轉(zhuǎn)速的下降,異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩會(huì)變大,但是一旦超過最大轉(zhuǎn)矩以后,畫風(fēng)突變,轉(zhuǎn)速下降的同時(shí),轉(zhuǎn)矩也開始下降了,而且這個(gè)趨勢(shì)并沒有停留在轉(zhuǎn)速為零的點(diǎn),而是繼續(xù)往后延續(xù),直到轉(zhuǎn)速反向以后這個(gè)趨勢(shì)依舊不變。
我想到這里的話,如果我上面寫的話你都看懂了,你一定茅塞頓開,恍然大悟!這個(gè)問題也就不用回答了吧!
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