正文 第3章 單相電動的起動、應用及選擇(1 / 3)

從前麵我們已經知道,單相異步電動機本身不具有起動轉矩,故不能自行起動,而必須依靠外力來完成起動全過程。不過,單相異步電動機它一旦起動,即可朝起動方向連續不斷地運轉下去。

根據起動方式的不同,單相異步電動機可以分為許多不同的型式,常見的有:

(1)罩極式電動機:又分為①凸極式;②隱極式兩種;

(2)電阻分相式電動機;

(3)電容分相式電動機:又分為①電容起動式;②電容運轉式;③電容起動與運轉式三種。下麵將分述這些電動機的結構、特性及其起動方法等。

第1節 單相罩極式電動機的起動與運轉

單相罩極式電動機其結構最簡單,它主要分為定子和轉子兩大部分,均由矽鋼片衝製疊壓而成。罩極式電動機的轉子均采用籠型結構,在用矽鋼片疊成的轉子鐵心槽中用鋁鑄有籠型短路繞組。定子鐵心亦用矽鋼片衝壓而成,主要製成凸極式和隱極式(即齒槽式)兩種形式。

一、凸極式定子

容量較小的罩極電動機多采用這種形式的定子。凸出的磁極上裝有集中式磁場線圈。每個磁極的極掌上麵開有小槽,在小槽內嵌放有一個短路銅環,它罩住磁極的1/2~1/3,這個短路銅環叫做罩極線圈。在磁極間還裝有一種導磁的薄鋼片,它稱為漏磁盤。是用來減少氣隙中磁場分布曲線畸變的。

二、隱極式(齒槽式)定子

功率較大的罩極電動機常采用這種隱極齒

槽式定子。在這種定子鐵心中,其繞組為分布式繞組。部分線槽內除嵌有主繞組外,還同時嵌入幾匝用粗銅線繞成並自行短接的罩極線圈。一些老式風扇和鼓風機就采用這種結構。

其它型式的罩極電動機一般功率都極小,如圓盤型、框型定子的罩極電動機,它們多用於不需要多大輸出功率的電度表、電唱機中:

罩極式電動機的工作原理,定子上有凸出的磁極,主繞組就安置在這個磁極上。在磁極表麵的1/3處開有一個凹槽,將磁極分成為大小兩部分,磁極小的部分套著一個短路銅環,將磁極的一部分罩了起來,即罩極線圈,它相當於一個輔助繞組。當定子繞組中接入單相電源後,磁極中將會產生交變磁通,穿過短路銅環的磁通,在銅環內產生一個相位滯後的感應電流。由於這個感應電流的作用,磁極被罩部分的磁通不但在數量上與未罩部分不同,而且在相位上也滯後於未罩部分的磁通。這兩個在空間位置不一致,而在時間上又有一定相位差的交變磁通,就在電機氣隙中構成脈動變化的一個近似的旋轉磁場。這個旋轉磁場切割轉子後,就使轉子繞組中產生感應電流。載有電流的轉子繞組與定子旋轉磁場相互作用的結果,轉子得到起動轉矩,從而使轉子由磁極未罩部分向被罩部的方向旋轉。

罩極電動機具有結構簡單、製造方便、造價低廉、使用可靠、故障率低的特點。其主要特點是效率低、起動轉矩小、反轉比較困難等。罩極電動機的主要特性如下:

1.起動轉矩

罩極電動機的起動轉矩都很小,通常隻有滿載轉矩的30%~50%。因此,這種電動機應用於不需要滿載起動的場合,而且隻能用於帶動輕負載起動的機電器械。

2.效車

罩極電動機的效率很低,與其它型式的單相電動機比較,大約要低8%~15%。但由於罩極電動機的輸出功率都比較小,因而效率雖低些,對運行卻不會構成多大影響。

3.功率因數

由於效率低,故功率因數就比較低。但同樣因電動機功率較小,所以,提高功率因數對經濟運行也起不了多大作用。

4.額定電流

罩極電動機在空載、滿載和堵住時,電流的變化很小。因此,就是將轉子堵住不轉,電動機也不會發生任何故障。

5.額定轉速

罩極電動機的轉速是根據所接電源的頻率及電動機定子的極數而定,其實際轉速則略低於電機的同步轉速。

罩極電動機多用於輕載起動的負荷。其中,凸極式集中繞組罩極電動機常用於電風扇、音響設備。隱極式分布繞組罩極電動機則用於小型鼓風機及油泵中。

第2節 單相電阻分相式電動機的起動與運轉

單相電阻分相起動電動機又稱為分相式電動機。它構造簡單,主要由定子、轉子和離心開關三部分組成。轉子為鋁鑄籠型結構,定子采用齒槽式。定子鐵心內布置有兩套繞組,運行用的主繞組使用較粗的導線繞製,起動用的輔助繞組則用較細的導線繞成。一般主繞組占定子總槽數的2/3,輔助繞組占定子總槽數的1/3。主繞組長期工作在電源電路中,而輔助繞組則隻在起動過程中接入電路,待電動機起動後達到額定轉速的70%~80%時,離心開關就將輔助繞組從電源電路脫開,這時電動機即進入正常運行狀態。

單相異步電阻分相起動電動機的定子鐵心上嵌置有兩套繞組,即主繞組和輔助繞組。這兩套繞組在空間位置上相差90度電角度,在起動時為了使起動用輔助繞組內電流與運行用主繞組內電流,在時間上產生相位差。通常都用增大輔助繞組本身的電阻(如采用細導線入或在輔助繞組回路中串聯電阻的方法來達到。

由於在這兩套繞組中的電阻與電抗分量不同,故電阻大、電抗小的輔助繞組內的電流,將比主繞組中的電流先期達到最大值。因而在兩套繞組之間產生了一定的相位差,形成了一個兩相電流。從而就建立起一個旋轉磁場,使轉子因電磁感應作用而旋轉。