異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)原理及結(jié)構(gòu)介紹:
異步電動(dòng)機(jī)在原理上和其它類型電機(jī)和一定的區(qū)別,結(jié)構(gòu)也有異步電機(jī)自身的特點(diǎn)。從結(jié)構(gòu)上看,單相異步電動(dòng)機(jī)和三相籠型異步電動(dòng)機(jī)差不多,轉(zhuǎn)子也是籠型,定子繞組也嵌放在定子槽內(nèi),不過定子繞組只有一相。圖1 - 29是一臺(tái)拆開的單相異步電動(dòng)機(jī)。由于定子繞組是單相的,所以由單相交流電源供電,容量一般不大(1kW以下),用來帶動(dòng)電風(fēng)扇、鼓風(fēng)機(jī)、電唱機(jī)等電器,以及自動(dòng)裝置和小型電動(dòng)工具(如手電鉆)等。
單相交流電流是一個(gè)隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化的電流,它所產(chǎn)生的磁場(chǎng)是脈動(dòng)磁場(chǎng)。當(dāng)某一瞬間電流為零時(shí),電動(dòng)機(jī)氣隙中的磁感應(yīng)強(qiáng)度也等于零。電流增大時(shí),磁感應(yīng)強(qiáng)度隨著增強(qiáng);電流方向相反時(shí),磁場(chǎng)方向也反過來。但是在任何時(shí)刻,磁場(chǎng)在空間的軸線并不移動(dòng),只是磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向像正弦電流一樣,隨著時(shí)間按正弦規(guī)律作周期性變化。可以證明,這個(gè)脈動(dòng)磁場(chǎng)相當(dāng)于兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的疊加,這兩個(gè)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)的速度相等,但是旋轉(zhuǎn)方向相反.每個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的幅值等于脈動(dòng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度幅值的一半。單相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩是分別由這兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩合成的結(jié)果。電動(dòng)機(jī)靜止時(shí),由于兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,轉(zhuǎn)向相反.因而在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)和電流大小相等,方向相反,兩個(gè)電磁轉(zhuǎn)矩的大小相等,方向相反,于是合成轉(zhuǎn)矩等于零,電動(dòng)機(jī)不能起動(dòng)。也就是說,單相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩等于零,這是它的特點(diǎn),也是一個(gè)缺點(diǎn)。
如果用某種方法使單相電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)一下,它就會(huì)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)下去。這是什么道理呢?假如用外力使轉(zhuǎn)子順著正向(順時(shí)針方向)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向轉(zhuǎn)動(dòng),那么轉(zhuǎn)子和正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的相對(duì)速度就比較小,轉(zhuǎn)差率s小于1,而和反向(逆時(shí)針方向)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的相對(duì)速度大,轉(zhuǎn)差率:大于1。于是兩個(gè)電磁轉(zhuǎn)矩不等,M,(s<1時(shí))> M2(s:>1時(shí)),在合成轉(zhuǎn)矩M=M1-M2的作用下,轉(zhuǎn)子就能繼續(xù)順著M的方向旋轉(zhuǎn)。
因此,要應(yīng)用單相異步電動(dòng)機(jī),必須使轉(zhuǎn)子獲得一定的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。一種方法是裂相的方法,即在單相異步電動(dòng)機(jī)的定子上,除了主繞組之外,再增加一個(gè)起動(dòng)繞組,這兩個(gè)繞組在空間相差90°角,并且利用相應(yīng)的方法使這兩個(gè)繞組內(nèi)的電流形成一定的相位差,這樣就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)近似的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在這個(gè)磁場(chǎng)的作用下就會(huì)旋轉(zhuǎn)起來。一般常見的是電容裂相式,即在起動(dòng)繞組中串聯(lián)一個(gè)適當(dāng)容量的電容器,單相電容式異步電動(dòng)機(jī)的原理電路圖如圖1一30所示。主繞組電路是一個(gè)電感性電路,電流I1、在相位上比電壓U滯后φ1角,而起動(dòng)繞組電路則是一個(gè)電容性電路(當(dāng)然,電容器的容抗要足夠大),電流12。比U超前φ2角,只要電容器的容量選擇適當(dāng),就可以使I1和I2之間的相位差等于90°。單相電容式異步電動(dòng)機(jī)的相量圖如圖I一31所示。
當(dāng)具有90°相位差的兩個(gè)電流通過人在空間相差90°的兩個(gè)繞組中時(shí),也能產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)(分析方法和對(duì)稱三相電流通人對(duì)稱三相繞組產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的分析方法一樣),在它的作用下.籠型轉(zhuǎn)子得到起動(dòng)轉(zhuǎn)矩而轉(zhuǎn)動(dòng)起來.這種電動(dòng)機(jī)叫做單相電容式電動(dòng)機(jī)。電容器在完成起動(dòng)作用后,既可以繼續(xù)接在電路中(叫做電容運(yùn)轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)),也可以借離心開關(guān)的作用從電路中斷開(叫做電容起動(dòng)電動(dòng)機(jī))。前者功率因數(shù)較高,但起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小,適用于各種空載起動(dòng)的機(jī)械,如風(fēng)扇及醫(yī)療器械等。后者的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大,但起動(dòng)電流也較大,適用于各種滿載起動(dòng)的機(jī)械,如空氣壓縮機(jī)、電冰箱等。除以上裂相方式外,還有單相電阻式起動(dòng)。它的原理同電容式一樣,只不過電流在主繞組內(nèi)顯電感性,在起動(dòng)繞組內(nèi)顯電阻性而以。
也許你會(huì)對(duì)以下電機(jī)或減速機(jī)產(chǎn)品有興趣: