第三章-第五節(jié)：單相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速及反轉(zhuǎn)

第三章

單相異步電動(dòng)機(jī)第五節(jié)：單相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速及反轉(zhuǎn)

目錄單相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速01單相異步電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)02目錄Content儀用互感器一、單相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速單相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速原理與三相異步電動(dòng)機(jī)一樣可以用改變電源頻率(變頻調(diào)速)、改變電源電壓(調(diào)壓調(diào)速)和改變繞組的磁極對數(shù)(變極調(diào)速)等來達(dá)到調(diào)速目的，目前最常見的是在通風(fēng)機(jī)負(fù)載上采用的改變電源電壓調(diào)速。調(diào)壓調(diào)速有兩個(gè)特點(diǎn)：一是電源電壓只能從額定電壓往下調(diào)，因此電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速也只能從額定轉(zhuǎn)速往低調(diào)；二是因?yàn)楫惒诫妱?dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與電源電壓的平方成正比，因此電壓降低時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速都下降，所以這種調(diào)速方法只適用于轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速下降而下降的負(fù)載(稱為通風(fēng)機(jī)負(fù)載),如電風(fēng)扇、鼓風(fēng)機(jī)等。常用的調(diào)壓調(diào)速又分為晶閘管無級調(diào)速、串電抗器調(diào)速、自耦變壓器調(diào)速、串電容器調(diào)速、繞組抽頭法調(diào)速等多種。1.晶閘管無級調(diào)速晶閘管無級調(diào)速器在日常生活中隨處可見，是目前應(yīng)用最廣的一種電風(fēng)扇調(diào)速裝置。晶閘管無級調(diào)速是用改變晶閘管導(dǎo)通角α的方法來改變電動(dòng)機(jī)端電壓u的波形，從而改變端電壓u的有效值，達(dá)到調(diào)速的目的。一、單相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速當(dāng)導(dǎo)通角α=180°時(shí)，電動(dòng)機(jī)端電壓波形為正弦波，即晶閘管全導(dǎo)通。當(dāng)α<180°時(shí)，電動(dòng)機(jī)端電壓波形如圖3-19中實(shí)線部分所示，即晶閘管非全導(dǎo)通，電壓u的有效值減小，α越小，電壓值越小，則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越低。由于此時(shí)的電壓波形不連續(xù)，且波形很差，因此電動(dòng)機(jī)噪聲大，甚至有明顯抖動(dòng)，并帶來干擾，這些現(xiàn)象一般在電風(fēng)扇微風(fēng)或低風(fēng)速時(shí)出現(xiàn)。一、單相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速圖3-20為電風(fēng)扇用晶閘管無級調(diào)速電路，它主要由主電路和觸發(fā)電路兩部分構(gòu)成，主電路是由風(fēng)扇電容電動(dòng)機(jī)和雙向晶閘管VT組成的單相交流調(diào)壓電路，觸發(fā)電路是由氖管H組成的簡易觸發(fā)器電路。在雙向晶閘管兩端并接的RC保護(hù)電路，是利用電容器兩端電壓瞬時(shí)不能突變的原理，起到晶閘管關(guān)斷過電壓的保護(hù)作用。接通電源后，電容C?充電，當(dāng)電容C?兩端電壓的峰值達(dá)到氖管HL的阻斷電壓時(shí)，HL亮，雙向晶閘管VT被觸發(fā)導(dǎo)通，電風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)。改變電位器Rp的大小，即改變了C?的時(shí)間常數(shù)，使VT的導(dǎo)通角發(fā)生變化，也就改變了電動(dòng)機(jī)兩端的電壓，因此電風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速改變。由于Rp是無級變化的，因此，電風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速也是無級變化的。一、單相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速2.串電抗器調(diào)速電抗器為一個(gè)帶抽頭的鐵芯電感線圈，串聯(lián)在單相電動(dòng)機(jī)電路中起降壓作用，通過調(diào)節(jié)抽頭使電壓降不同，從而使電動(dòng)機(jī)獲得不同的轉(zhuǎn)速，如圖3-21所示。當(dāng)開關(guān)SA在1擋時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速最高，在5擋時(shí)轉(zhuǎn)速最低。開關(guān)SA有旋鈕開關(guān)和琴鍵開關(guān)兩種，這種調(diào)速方法接線方便、結(jié)構(gòu)簡單、維修方便，常用于簡易的家用電器(如臺式電風(fēng)扇、吊式電風(fēng)扇)中；缺點(diǎn)是電抗器本身消耗一定的功率，且電動(dòng)機(jī)在低速擋啟動(dòng)性能較差。此法曾被廣泛采用，但隨著晶閘管無級調(diào)速的普遍推廣，現(xiàn)已很少使用。一、單相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速3.自耦變壓器調(diào)速加在單相異步電動(dòng)機(jī)上電壓的調(diào)節(jié)可通過自耦變壓器來實(shí)現(xiàn)，如圖3-22所示。圖3-22(a)所示電路在調(diào)速時(shí)使整臺電動(dòng)機(jī)降壓運(yùn)行，因此在低速擋時(shí)啟動(dòng)性能較差。圖3-22(b)所示電路在調(diào)速時(shí)僅使工作繞組降壓運(yùn)行，所以它的低速擋啟動(dòng)性能較好，但接線較復(fù)雜。4.串電容器調(diào)速將不同容量的電容器串人單相異步電動(dòng)機(jī)電路中，也可調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，由于電容器容抗與電容量成反比，故電容最越大，容抗就越小，相應(yīng)的電壓降也小，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速就高；反之、電容量越小，容抗就越大，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速就低。圖3-23為具有三擋速度的風(fēng)扇串電容器調(diào)速電路，圖中電阻R?及R?為泄放電阻，在斷電時(shí)將電容器中的電能泄放掉。一、單相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速5.繞組抽頭法調(diào)速繞組抽頭法調(diào)速是在單相異步電動(dòng)機(jī)定子鐵芯上再嵌放一個(gè)調(diào)速繞組(又稱中間繞組),它與工作繞組及啟動(dòng)繞組連接后引出幾個(gè)抽頭，如圖3-24所示。中間繞組起調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的作用。這樣就省去了調(diào)速電抗器鐵芯，降低了產(chǎn)品成本，節(jié)約了電抗器上的能耗，其缺點(diǎn)是使電動(dòng)機(jī)嵌線比較困難，引出線頭較多，接線也較復(fù)雜。一、單相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速6.PTC元件調(diào)速(電風(fēng)扇微風(fēng)擋電路)與圖3-11中用PTC元件啟動(dòng)單相異步電動(dòng)機(jī)的原理相仿，在需要微風(fēng)擋的電風(fēng)扇中，常采用PTC元件調(diào)速的微擋風(fēng)電路。所謂微風(fēng)是指電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在500r/min以下送出的風(fēng)，此時(shí)若采用普通的調(diào)速方法，電風(fēng)扇在這樣的低轉(zhuǎn)速下是不能啟動(dòng)的，要實(shí)現(xiàn)電風(fēng)扇的微風(fēng)運(yùn)轉(zhuǎn)，首先要解決低轉(zhuǎn)速下的啟動(dòng)問題。簡單的辦法就是利用PTC元件的特性來解決這一問題。一、單相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速1.串電抗調(diào)速與電動(dòng)機(jī)定子繞組串聯(lián)，在電抗上產(chǎn)生電壓降罩極電動(dòng)機(jī)串電抗器調(diào)速電路圖電容電動(dòng)機(jī)帶有指示燈串電抗器調(diào)速的電路特點(diǎn)：轉(zhuǎn)速只能由額定轉(zhuǎn)速往低調(diào)線路簡單，操作方便電壓降低后，電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩和功率明顯降低，因此只始用于轉(zhuǎn)矩及功率都允許隨轉(zhuǎn)速降低而降低場合。目前主要用于吊扇及臺扇上。2.電動(dòng)機(jī)繞組抽頭調(diào)速工作繞組起動(dòng)繞組中間繞組L型接法T型接法二、單相異步電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)以洗衣