單相交流電機(jī)的工作原理

1、-作者xxxx-日期xxxx單相交流電機(jī)的工作原理【精品文檔】單相交流電機(jī)的工作原理一、單相交流電動(dòng)機(jī)只有一個(gè)繞組，轉(zhuǎn)子是鼠籠式的。當(dāng)單相正弦電流通過定子繞組時(shí)，電動(dòng)機(jī)就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)交變磁場，這個(gè)磁場的強(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)磁場是交變脈動(dòng)磁場。這個(gè)交變脈動(dòng)磁場可分解為兩個(gè)以相同轉(zhuǎn)速、旋轉(zhuǎn)方向互為相反的旋轉(zhuǎn)磁場，當(dāng)轉(zhuǎn)子靜止時(shí)，這兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場在轉(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，所以電動(dòng)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)磁場間的切割磁力線運(yùn)動(dòng)變?。晦D(zhuǎn)子與逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向

2、的旋轉(zhuǎn)磁場間的切割磁力線運(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。要使單相電動(dòng)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，在這個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場作用下，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

3、有很多時(shí)候，起動(dòng)繞組并不斷開，我們稱這種電動(dòng)機(jī)為電容式單相電動(dòng)機(jī)，要改變這種電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向，可由改變電容器串接的位置來實(shí)現(xiàn)。在單相電動(dòng)機(jī)中，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場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

4、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)磁場使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來。二、220V交流單相電機(jī)起動(dòng)方式大概分一下幾種：第一種，分相起動(dòng)式，如圖1所示，系由輔助起動(dòng)繞組來輔助啟動(dòng)，其起動(dòng)轉(zhuǎn)矩不大。運(yùn)轉(zhuǎn)速率大致保持定值。主要應(yīng)用于電風(fēng)扇,空調(diào)風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)，洗衣機(jī)等電機(jī)。第二種，電機(jī)靜止時(shí)離心開關(guān)是接通的，給電后起動(dòng)電容參與起動(dòng)工作，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速達(dá)到額定值的70%至80%時(shí)離心開關(guān)便會(huì)自動(dòng)跳開，起動(dòng)電容完成任務(wù)，并被斷開。起動(dòng)繞組不參與運(yùn)行工作，而電動(dòng)機(jī)以運(yùn)行繞組線圈繼續(xù)動(dòng)作，如圖2。第三種，電機(jī)靜止時(shí)離心開關(guān)是接通的，給電后起動(dòng)電容參與起動(dòng)工作，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速

5、達(dá)到額定值的70%至80%時(shí)離心開關(guān)便會(huì)自動(dòng)跳開，起動(dòng)電容完成任務(wù)，并被斷開。而運(yùn)行電容串接到起動(dòng)繞組參與運(yùn)行工作。這種接法一般用在空氣壓縮機(jī)，切割機(jī)，木工機(jī)床等負(fù)載大而不穩(wěn)定的地方。如圖3。帶有離心開關(guān)的電機(jī)，如果電機(jī)不能在很短時(shí)間內(nèi)啟動(dòng)成功，那么繞組線圈將會(huì)很快燒毀。電容值：雙值電容電機(jī)，起動(dòng)電容容量大，運(yùn)行電容容量小，耐壓一般大于400V。三、正反轉(zhuǎn)控制：圖4是帶正反轉(zhuǎn)開關(guān)的接線圖，通常這種電機(jī)的起動(dòng)繞組與運(yùn)行繞組的電阻值是一樣的，就是說電機(jī)的起動(dòng)繞組與運(yùn)行繞組是線徑與線圈數(shù)完全一致的。一般洗衣機(jī)用得到這種電機(jī)。這種正反轉(zhuǎn)控制方法簡單，不用復(fù)雜的轉(zhuǎn)換開關(guān)。圖1，圖2，圖3，正反轉(zhuǎn)控制，只

6、需將1-2線對(duì)調(diào)或3-4線對(duì)調(diào)即可完成逆轉(zhuǎn)。對(duì)于圖1，圖2，圖3，的起動(dòng)與運(yùn)行繞組的判斷，通常起動(dòng)繞組比運(yùn)行繞組直流電阻大很多，用萬用表可測出。一般運(yùn)行繞組直流電阻為幾歐姆，而起動(dòng)繞組的直流電阻為十幾歐姆到幾十歐姆。圖1 電容運(yùn)轉(zhuǎn)型接線電路圖2 電容起動(dòng)型接線電路 圖3 電容啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)型接線電路（雙值電容器） 圖4 開關(guān)控制正反轉(zhuǎn)接線四、單相異步電動(dòng)機(jī)常見故障分析單相異步電動(dòng)機(jī)的許多故障，如機(jī)械構(gòu)件故障和繞組斷線、短路、接地等故障，無論在故障現(xiàn)象和處理方法上都和三相異步電動(dòng)機(jī)相同。但由于單相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)上的特殊性，它的故障也與三相異步電動(dòng)機(jī)有所不同，如啟動(dòng)裝置故障、啟動(dòng)繞組故障、電容器故障等。

7、單相電容啟動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)常見 故障及原因主要有： 故障1:電源正常，通電后電機(jī)不能啟動(dòng)。原因是:1 電機(jī)引線斷路；2 主繞組或副繞組開 路；3 離心開關(guān)觸點(diǎn)合不上；4 電容器開路；5 軸承卡住；&轉(zhuǎn)子與定子碰擦。 故障2:空載能啟動(dòng)，或借助外力能啟動(dòng)，但啟動(dòng)慢且轉(zhuǎn)向不定。原因是:1 副繞組開路； 2 離心開關(guān)觸點(diǎn)接觸不良；3 啟動(dòng)電容開路或損壞。 故障3:電機(jī)啟動(dòng)后很快發(fā)熱甚至燒毀繞組。原因是:1 主繞組匝間短路或接地；2 主、副 繞組之間短路；3 啟動(dòng)后離心開關(guān)觸點(diǎn)斷不開；4 主、副繞組相互接錯(cuò)；5 定子與轉(zhuǎn)子摩擦。 故障4:電機(jī)轉(zhuǎn)速低，運(yùn)轉(zhuǎn)無力。原因是:1 主繞組匝間輕微短路；2 運(yùn)轉(zhuǎn)電容開

8、路或容量 降低；3 軸承太緊；4 電源電壓低。 故障5:燒保險(xiǎn)絲。原因是:1 繞組嚴(yán)重短路或接地；2 引出線接地或相碰；3 電容擊穿短 路。 故障6:電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)噪音太大。原因是:1 繞組漏電；2 離心開關(guān)損壞；3 軸承損壞或間隙 太大；4 電機(jī)內(nèi)進(jìn)入異物。五、單相異步電動(dòng)機(jī)常見故障分析單相異步電動(dòng)機(jī)的許多故障，如機(jī)械構(gòu)件故障和繞組斷線、短路、接地等故障，無論在故障現(xiàn)象和處理方法上都和三相異步電動(dòng)機(jī)相同。但由于單相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)上的特殊性，它的故障也與三相異步電動(dòng)機(jī)有所不同，如啟動(dòng)裝置故障、啟動(dòng)繞組故障、電容器故障等。二、單相異步電動(dòng)機(jī)常見故障的處理1.電動(dòng)機(jī)通電后不轉(zhuǎn)，發(fā)出“嗡嗡|”聲，用外力

9、推動(dòng)后可正常旋轉(zhuǎn)的故障處理方法（1）用萬用表檢查啟動(dòng)繞組是否斷開。如在槽口處斷開，則只需一根相同規(guī)格的絕緣線把斷開處焊接，加以絕緣處理；如內(nèi)部斷線，則要更換繞組。（2）對(duì)單相電容異步電動(dòng)機(jī)，檢查電容器是否損壞。如損壞，更換同規(guī)格的電容。判斷電容是否有擊穿、接地、開路或嚴(yán)重泄漏故障方法如下。將萬用表撥至x10k或x1k擋，用螺絲刀或?qū)Ь€短接電容兩端進(jìn)行放電后，把萬用表兩表筆接電容出線端。表針擺動(dòng)可能為一些情況。指針先大幅度擺向電阻零位，然后慢慢返回初始位置電容器完好。指針不動(dòng)電容器有開路故障。指針擺到刻度盤上某較小阻值處，不再返回電容器泄漏電流較大。指針擺到電阻零位后不返回電容器內(nèi)部已擊穿短路。

10、指針能正常擺動(dòng)和返回，但第一次擺幅小電容器容量減小。把萬用表撥至x100擋，用表筆測電容器兩端接線端對(duì)地電阻，若指示為零說明電容已接地。（3）對(duì)單相電阻式異步電動(dòng)機(jī)，用萬用表檢查電阻元件是否損壞。如損壞，更換同規(guī)格的電阻。（4）對(duì)單相啟動(dòng)式異步電動(dòng)機(jī)，要檢查離心開關(guān)（或繼電器）。如觸點(diǎn)閉合不上，可能是有雜物進(jìn)入，使銅觸片卡住而無法動(dòng)作，也可能是彈簧拉力太松或損壞。處理方法是清除雜物或更換離心開關(guān)（或繼電器）。（5）對(duì)罩極電動(dòng)機(jī)，檢查短路環(huán)是否斷開或脫焊，焊接或更換短路環(huán)。2.電動(dòng)機(jī)通電話不轉(zhuǎn)，發(fā)出“嗡嗡”聲，外力推動(dòng)也不能使之旋轉(zhuǎn)的故障處理方法（1）檢查電動(dòng)機(jī)是否過載，若過載即減載。（2）檢查軸承是否損壞或卡住，修理或更換軸承。（3）檢查定子、轉(zhuǎn)子鐵芯是否相擦，若是軸承松動(dòng)造成，應(yīng)更換軸承，否則應(yīng)銼去相擦部位，校正轉(zhuǎn)