洗衣機(jī)電容運(yùn)行洗滌XD-250電機(jī)及其控制.doc

洗衣機(jī)電容運(yùn)行洗滌XD-250電機(jī)及其控制目 錄 摘要 IabstractII前言III第1章緒論11.1 洗衣機(jī)的發(fā)展歷史11.2 洗衣機(jī)的種類21.2.1、按洗衣機(jī)自動(dòng)化程度分類31.2.2 按洗衣機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作方式來分類31.3 洗衣機(jī)發(fā)展趨勢(shì)41.4 我國洗衣機(jī)現(xiàn)狀、質(zhì)量分析及對(duì)策51.4.1 我國洗衣機(jī)現(xiàn)狀51.4.2 我國洗衣機(jī)質(zhì)量分析51.4.3 提高我國洗衣機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量的對(duì)策6第2章 單相異步電動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)介82.1 概述82.2 單相異步電動(dòng)機(jī)的種類82.2.1單相電阻起動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)82.2.2 單相電容分相起動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)92.2.3 單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)異步電動(dòng)機(jī)102.2.4 單相電容起動(dòng)與運(yùn)轉(zhuǎn)異步電動(dòng)機(jī)102.3 單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理102.4 單相異步電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)14第3章 單相電容起動(dòng)與運(yùn)行電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)163.1 概 述163.2 單相電容起動(dòng)與運(yùn)轉(zhuǎn)異步電動(dòng)機(jī)的原理、特點(diǎn)及故障分析173.2.1單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)異步電動(dòng)機(jī)的原理173.2.2 單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)異步電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)183.2.3單相電容啟動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)常見故障及原因分析18513.3單相電容啟動(dòng)式異步電動(dòng)機(jī)保護(hù)電路19第4章 單相電容起動(dòng)與運(yùn)轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)電磁方案設(shè)計(jì)214.1 額定數(shù)據(jù)與技術(shù)要求214.2 主要尺寸及沖片214.3 主繞組設(shè)計(jì)234.4 主相參數(shù)的計(jì)算254.5 磁路計(jì)算314.6 鐵耗和機(jī)械風(fēng)摩耗的計(jì)算354.7 副繞組設(shè)計(jì)364.8 起動(dòng)性能計(jì)算374.9 運(yùn)行性能計(jì)算394.10 有效材料用量44第5章 滾筒洗衣機(jī)控制系統(tǒng)465.1 滾筒洗衣機(jī)的工作原理465.2 滾筒洗衣機(jī)的電路分析465.2.1 供電電路465.2.2 進(jìn)水電路475.2.3 加熱電路475.2.4 洗滌電路485.2.5 脫水電路485.2.6 電機(jī)的調(diào)速48參考文獻(xiàn)49結(jié)束語50致謝51湖南工程學(xué)院畢業(yè)論文洗衣機(jī)電容運(yùn)行洗滌XD-250電機(jī)及其控制摘要 ：我國家用洗衣機(jī)已經(jīng)發(fā)展進(jìn)入成熟期。作者針對(duì)單相電容起動(dòng)與運(yùn)轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)廣泛應(yīng)用洗衣機(jī)行業(yè)，分析該電機(jī)控制電路和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，提出了改善結(jié)構(gòu)性能的方法，指明了主繞組如何并聯(lián)適當(dāng)?shù)碾娙萜鞯姆椒?減少或省去電源對(duì)電動(dòng)機(jī)提供無功電流,以減少線路損耗,提高電源功率因數(shù),提高電源設(shè)備容量的利用率。由于電容運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī)廣泛被作為滾筒洗衣機(jī)洗滌電動(dòng)機(jī)，作者這里對(duì)該電機(jī)的研究與探索具有一定的實(shí)用價(jià)值。關(guān)鍵詞：洗衣機(jī);電容起動(dòng)；電機(jī)控制；電容運(yùn)轉(zhuǎn) Washing machine capacitor run XD-250 motor and the controlAbstract: The washing machine already develops our country family expenses entering a maturation period. The author starts specifically for single phase capacitance and the turn over electric motor applies washing machine industry broadly, have analysed that electric motor control circuit and the structure characteristic , have brought forward the method improving structure function, the method how the parallel appropriate host winding capacitor to have shown clearly , the utilization ratio falling off or omitting a power source providing idle work electric current to the electric motor, to cut down the circuit spoilage , to improve the power source power factor , to improve power facility capacities. The washing machine washes an electric motor since the capacitance turn over electric motor is a cylinder broadly , the author has certain practical value to the go into and exploration being an electric motors turn here.Keywords: washing machine; Capacitance starts; reactive power洗衣機(jī)電容運(yùn)行洗滌XD-250電機(jī)及其控制前言社會(huì)的發(fā)展增強(qiáng)了人們的消費(fèi)欲望，用于減輕人們家務(wù)勞動(dòng)的洗衣機(jī)逐漸成為一種普遍的消費(fèi)品。隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展， 洗衣機(jī)的性能將會(huì)不斷完善。滾筒洗衣機(jī)由于具有對(duì)衣物的磨損小、洗滌量大、節(jié)水等特點(diǎn)，越來越得到廣大家庭的青睞。人們對(duì)滾筒洗衣機(jī)的功能多樣化、操作簡(jiǎn)單化也提出了更高的要求。為適應(yīng)這種變化，滾筒洗衣機(jī)的控制器已由機(jī)械式、混合式逐步過渡到全電子控制。為了解決一般串激電機(jī)的換向困難，噪聲大,功率小,價(jià)格較高的缺點(diǎn)，新型洗衣機(jī)大多采用單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)雙速電機(jī)，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)就是采用這種電機(jī)。電動(dòng)機(jī)是滾筒洗衣機(jī)的動(dòng)力源。在洗滌時(shí),電動(dòng)機(jī)低速作正反向交替旋轉(zhuǎn);脫水時(shí),電動(dòng)機(jī)作高速單向旋轉(zhuǎn)。為提高系統(tǒng)的傳動(dòng)效率，國內(nèi)一些廠家的滾筒洗衣機(jī)采用無級(jí)調(diào)速，即變頻調(diào)速。變頻調(diào)速一般為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)加一變頻器，也有用自流變頻調(diào)速的，系統(tǒng)的效率較高，脫水效果好，但是在現(xiàn)階段其系統(tǒng)較為復(fù)雜，成本較高，噪聲較大。故本次課題選用電腦版調(diào)速，這是一種性價(jià)比較高的調(diào)速方式。本課題通過對(duì)洗衣機(jī)洗滌電機(jī)以及控制的設(shè)計(jì)，學(xué)習(xí)和掌握單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理。在電機(jī)設(shè)計(jì)的整個(gè)過程和流程，本著不斷學(xué)習(xí)和鞏固電機(jī)設(shè)計(jì)所必須了解的基本知識(shí)，培養(yǎng)自己的動(dòng)手能力和自學(xué)能力，掌握如何查閱文獻(xiàn)資料以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的能力。通過對(duì)洗衣機(jī)洗滌電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)從而了解和熟悉整個(gè)電機(jī)設(shè)計(jì)的過程，為我今后更好的適應(yīng)工作做好鋪墊。 第1章 緒論1.1 洗衣機(jī)的發(fā)展歷史 在洗衣機(jī)出現(xiàn)以前，洗衣服都是一項(xiàng)難于逃避的家務(wù)勞動(dòng)，不斷重復(fù)的簡(jiǎn)單的體力勞動(dòng)，常常使人身心疲憊，洗衣機(jī)的出現(xiàn)把人們從繁瑣枯燥的勞動(dòng)解脫出來。 1858年，一個(gè)叫漢密爾頓史密斯的美國人在匹茨堡制成了世界上第一臺(tái)洗衣機(jī)。該洗衣機(jī)的主件是一只圓桶，桶內(nèi)裝有一根帶有槳狀葉子的直軸。軸是通過搖動(dòng)和它相連的曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)的。同年史密斯取得了這臺(tái)洗衣機(jī)的專利權(quán)。但這臺(tái)洗衣機(jī)使用費(fèi)力，且損傷衣服，因而沒被廣泛使用，但這卻標(biāo)志了用機(jī)器洗衣的開端。次年在德國出現(xiàn)了一種用搗衣杵作為攪拌器的洗衣機(jī)，當(dāng)搗衣杵上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，裝有彈簧的木釘便連續(xù)作用于衣服。19世紀(jì)末期的洗衣機(jī)已發(fā)展到一只用手柄轉(zhuǎn)動(dòng)的八角形洗衣缸，洗衣時(shí)缸內(nèi)放入熱肥皂水，衣服洗凈后，由軋液裝置把衣服擠干。1874年,“手洗時(shí)代”受到了前所未有的挑戰(zhàn)，美國人比爾布萊克斯發(fā)明了木制手搖洗衣機(jī)。布萊克斯的洗衣機(jī)構(gòu)造極為簡(jiǎn)單，是在木筒里裝上6塊葉片，用手柄和齒輪傳動(dòng)，使衣服在筒內(nèi)翻轉(zhuǎn)，從而達(dá)到“凈衣”的目的。這套裝置的問世，讓那些為提高生活效率而冥思苦想的人士大受啟發(fā)，洗衣機(jī)的改進(jìn)過程開始大大加快.1880年，美國又出現(xiàn)了蒸氣洗衣機(jī)，蒸氣動(dòng)力開始取代人力。經(jīng)歷了上百年的發(fā)展改進(jìn)，現(xiàn)代蒸汽洗衣機(jī)較早期有了無與倫與的提高，但原理是相同的?，F(xiàn)代蒸汽洗衣機(jī)的功能包括蒸汽洗滌和蒸汽烘干，采用了智能水循環(huán)系統(tǒng)，可將高濃度洗滌液與高溫蒸氣同時(shí)對(duì)衣物進(jìn)行雙重噴淋，貫穿全部洗滌過程，實(shí)現(xiàn)了全球獨(dú)創(chuàng)性的“蒸汽洗”全新洗滌方式。與普通滾筒洗衣機(jī)在洗滌時(shí)需要加熱整個(gè)滾筒的水不同，蒸汽洗滌是以深層清潔衣物為目的，當(dāng)少量的水進(jìn)入蒸汽發(fā)生盒并轉(zhuǎn)化為蒸汽后，通過高溫噴射分解衣物污漬。蒸汽洗滌快速、徹底，只需要少量的水，同時(shí)可節(jié)約時(shí)間。對(duì)于放在衣柜很長時(shí)間產(chǎn)生褶皺、異味的冬季衣物，能讓其自然舒展，撫平褶皺?！罢羝娓伞钡墓ぷ髟韯t是把恒定的蒸汽噴灑在衣物上，將衣物舒展開之后，再進(jìn)行恒溫冷凝式烘干。通過這種方式，厚重衣物不僅干得更快，并且具有舒展和熨燙的效果。蒸汽洗衣機(jī)之后，水力洗衣機(jī)、內(nèi)燃機(jī)洗衣機(jī)也相繼出現(xiàn)。水力洗衣機(jī)包括洗衣筒、動(dòng)力源和與船相連接的連接件，洗衣機(jī)上設(shè)有進(jìn)、出水孔，洗衣機(jī)外殼上設(shè)有動(dòng)力源，洗衣筒上設(shè)有衣物進(jìn)口孔，其進(jìn)口上設(shè)有密封蓋，洗衣機(jī)通過連接件與船相連。它無需任何電力，只需自然的河流水力就能洗滌衣物，解脫了船民在船上洗滌衣物的煩惱，節(jié)約時(shí)間，減輕家務(wù)勞動(dòng)強(qiáng)度。1910年，美國的費(fèi)希爾在芝加哥試制成功世界上第一臺(tái)電動(dòng)洗衣機(jī)。電動(dòng)洗衣機(jī)的問世，標(biāo)志著人類家務(wù)勞動(dòng)自動(dòng)化的開端。 1922年，美國瑪塔依格公司改造了洗衣機(jī)的洗滌結(jié)構(gòu)，把拖動(dòng)式改為攪拌式，使洗衣機(jī)的結(jié)構(gòu)固定下來，這也就是第一臺(tái)攪拌式洗衣機(jī)的誕生。這種洗衣機(jī)是在筒中心裝上一個(gè)立軸，在立軸下端裝有攪拌翼，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)立軸，進(jìn)行周期性的正反擺動(dòng)，使衣物和水流不斷翻滾，相互摩擦，以此滌蕩污垢。攪拌式洗衣機(jī)結(jié)構(gòu)科學(xué)合理，受到人們的普遍歡迎。1932年，美國本德克斯航空公司宣布，他們研制成功第一臺(tái)前裝式滾筒洗衣機(jī)，洗滌、漂洗、脫水在同一個(gè)滾筒內(nèi)完成。這意味著電動(dòng)洗衣機(jī)的型式躍上一個(gè)新臺(tái)階，朝自動(dòng)化又前進(jìn)了一大步！第一臺(tái)自動(dòng)洗衣機(jī)于1937年問世。這是一種前置式自動(dòng)洗衣機(jī)?？恳桓降妮S帶動(dòng)的缸可容納4000克衣服。衣服在注滿水的缸內(nèi)不停地上下翻滾，使之去污除垢。到了40年代便出現(xiàn)了現(xiàn)代的上置式自動(dòng)洗衣機(jī)。隨著工業(yè)化的加速，世界各國也加快了洗衣機(jī)研制的步伐。首先由英國研制并推出了一種噴流式洗衣機(jī)，它是靠筒體一側(cè)的運(yùn)轉(zhuǎn)波輪產(chǎn)生的強(qiáng)烈渦流，使衣物和洗滌液一起在筒內(nèi)不斷翻滾，洗凈衣物。1955年，在引進(jìn)英國噴流式洗衣機(jī)的基礎(chǔ)之上，日本研制出獨(dú)具風(fēng)格、并流行至今的波輪式洗衣機(jī)。至此，波輪式、滾筒式、攪拌式在洗衣機(jī)生產(chǎn)領(lǐng)域三分天下的局面初步形成。60年代的日本出現(xiàn)了帶干桶的雙桶洗衣機(jī)，人們稱之為“半自動(dòng)型洗衣機(jī)”。70年代，生產(chǎn)出波輪式套桶全自動(dòng)洗衣機(jī)。70年代后期，以電腦（實(shí)際上微處理器）控制的全自動(dòng)洗衣機(jī)在日本問世，開創(chuàng)了洗衣機(jī)發(fā)展史的新階段。80年代，“模糊控制”的應(yīng)用使得洗衣機(jī)操作更簡(jiǎn)便，功能更完備，洗衣程序更隨人意，外觀造型更為時(shí)尚90年代，由于電機(jī)調(diào)速技術(shù)的提高，洗衣機(jī)實(shí)現(xiàn)了寬范圍的轉(zhuǎn)速變換與調(diào)節(jié)，誕生了許多新水流洗衣機(jī)。此后，隨著電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展與提高，日本生產(chǎn)出了電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)式洗衣機(jī)，省去了齒輪傳動(dòng)和變速機(jī)構(gòu)，引發(fā)了洗衣機(jī)驅(qū)動(dòng)方式的巨大革命。 之后，隨著科技的進(jìn)一步發(fā)展，滾筒洗衣機(jī)已經(jīng)成了大家耳濡目染的產(chǎn)品。伴隨著科技的進(jìn)一步發(fā)展，相信新型更適合人們使用的洗衣機(jī)會(huì)給我們的生活帶來新的方式。1.2 洗衣機(jī)的種類洗衣機(jī)一般可按自動(dòng)化程度和結(jié)構(gòu)原理兩種方法進(jìn)行分類。1.2.1、按洗衣機(jī)自動(dòng)化程度分類 1、普通型洗衣機(jī); 洗滌、漂洗、脫水各功能的操作都需用手工轉(zhuǎn)換。這種洗衣機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，占地少，容易搬動(dòng)。它裝有定時(shí)器，可根據(jù)衣物的臟污程度選定洗滌和漂洗時(shí)間，到達(dá)預(yù)定時(shí)間，即可自動(dòng)停機(jī)。普通型洗衣機(jī)有單桶和雙桶兩種。不帶脫水裝置的洗衣機(jī)，衣物洗凈后需人工擰干再去晾曬。 2、半自動(dòng)型洗衣機(jī); 在洗滌、漂洗、脫水功能中，其中任意兩個(gè)功能的轉(zhuǎn)換不用手工操作而能自動(dòng)進(jìn)行。一般由洗衣系統(tǒng)和脫水系統(tǒng)兩部分組成，常見的為雙桶半自動(dòng)型洗衣機(jī)。在洗衣桶中可以按預(yù)定時(shí)間完成洗滌和漂洗程序，但不能自動(dòng)脫水，需要人工把衣物從洗衣桶中取出，放入脫水機(jī)中甩干。 3、全自動(dòng)型洗衣機(jī); 洗滌、漂洗、脫水各功能間的轉(zhuǎn)換全部不用手工操作，包括進(jìn)水、排水在內(nèi)的各工序都可以用程序控制器自動(dòng)控制。衣物放入洗衣機(jī)后能自動(dòng)洗滌、漂洗、脫水，全部程序自動(dòng)完成。當(dāng)衣物甩干后，蜂鳴器會(huì)發(fā)出聲響。全自動(dòng)型洗衣機(jī)多為套桶洗衣機(jī)，即洗衣桶和脫水桶套裝一起。有一種帶有傳感器的高級(jí)微電腦全自動(dòng)洗衣機(jī)，具有人工智能，它能根據(jù)洗滌物的數(shù)量、種類、臟污程度，自動(dòng)選定對(duì)洗滌物的最佳程序，自動(dòng)進(jìn)行洗滌。1.2.2 按洗衣機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作方式來分類1、波輪式洗衣機(jī)洗衣特點(diǎn)：微電腦控制洗衣及甩干功能、省時(shí)省力。缺點(diǎn)：耗電、耗水、衣物易纏繞、清潔性不佳，適合洗滌衣物：除需要特別洗滌之外的所有衣物。波輪式洗衣機(jī)流行于日本、中國、東南亞等地2、滾筒式洗衣機(jī)洗衣特點(diǎn)：微電腦控制所有功能,衣物無纏繞。最不會(huì)損耗衣物的方式缺點(diǎn)：耗時(shí)，時(shí)間是普通的幾倍，而且一旦關(guān)上門，洗衣過程中無法打開，潔凈力不強(qiáng)。適合洗滌衣物：羊毛、羊絨以及絲綢、純毛類織物。流行于歐洲、南美等主要穿毛、綿為主的地區(qū)，幾乎100的家庭使用的都是滾筒洗衣機(jī)。3、攪拌式洗衣機(jī)洗衣特點(diǎn)：衣物潔凈力最強(qiáng)，省洗衣粉缺點(diǎn)：喜歡纏繞相比前兩種方式損壞性加大，噪音最大適合洗滌衣物：除需要特別洗滌之外的所有衣物。4、其他型式的洗衣機(jī)比如說波輪與攪拌式洗衣機(jī)、噴淋漂洗洗衣機(jī)、振動(dòng)式洗衣機(jī)、超聲波洗衣機(jī)都各有所長，但由于技術(shù)和價(jià)格的原因應(yīng)用不廣，但前景廣闊。1.3 洗衣機(jī)發(fā)展趨勢(shì) 現(xiàn)在的洗衣機(jī)真的是多種多樣，滾筒洗衣機(jī)和波輪洗衣機(jī)將成為市場(chǎng)的主流，使用洗衣機(jī)就是圖個(gè)方便省力，現(xiàn)在的全自動(dòng)洗衣機(jī)都符合人們的要求。那么洗衣機(jī)還會(huì)怎樣進(jìn)步或發(fā)展呢？歸納起來，有如下幾個(gè)趨勢(shì)。高度自動(dòng)化：現(xiàn)在洗衣機(jī)越來越高度自動(dòng)化，只要衣服放入洗衣機(jī)，簡(jiǎn)單的按兩個(gè)鍵，就會(huì)自動(dòng)注水，一些先進(jìn)的電腦控制洗衣機(jī)，還能自動(dòng)的感覺衣物的重量，自動(dòng)的添加適合的水量和洗滌劑，自動(dòng)的設(shè)置洗滌的時(shí)間和洗滌的力度，洗滌完以后自動(dòng)的漂洗甩干，更有些滾筒洗衣機(jī)還會(huì)將衣物烘干，整個(gè)洗衣的過程完成以后還會(huì)用動(dòng)聽的音樂聲提醒用戶，用戶可以在洗衣的過程做其它的事，節(jié)省了不少的時(shí)間?？傊?，每一項(xiàng)技術(shù)的進(jìn)步部極大地推動(dòng)了洗衣過程自動(dòng)化程度的提高。 健康化：現(xiàn)代人對(duì)健康格外的重視，對(duì)洗衣機(jī)也提出了更高的要求，有的洗衣機(jī)廠家采用納米內(nèi)桶，減少污垢附著，有的洗衣機(jī)設(shè)置有改進(jìn)型漂洗程序，徹底漂凈衣物上殘留的洗滌劑，防止對(duì)人體的侵害。還有一些洗衣機(jī)采用臭氧進(jìn)行殺菌，達(dá)到徹底滅菌的目的。節(jié)能：節(jié)能也是用戶選擇洗衣機(jī)時(shí)考慮的問題，有些洗衣機(jī)具有洗滌劑循環(huán)利用系統(tǒng)，可以將在外桶到排水泵之間濃度較高的洗滌劑通過循環(huán)水流帶回外桶內(nèi)，循環(huán)使用可以節(jié)約20%的洗滌劑。有的洗衣機(jī)采用專利的無孔內(nèi)桶省水，普通的波輪洗衣機(jī)在注水的時(shí)候，內(nèi)桶與外桶之間也有大量的水，洗滌的時(shí)候內(nèi)桶外的水就浪費(fèi)了，而無孔內(nèi)桶只有內(nèi)桶有水，這樣可以充分的利用洗衣機(jī)內(nèi)的水，注水的時(shí)候比其它洗衣機(jī)少使用40%的水量，同時(shí)也可以節(jié)省洗滌劑和省電。大容量和微型化：現(xiàn)代人居家總希望有寬敞的空間，因此各廠家都推出了超小型或超薄型的 洗衣機(jī)，比較有代表性的有小鴨的迷你滾筒洗衣機(jī)，海爾的小小神童波輪洗衣機(jī)，惠爾浦的維納斯系列上開門立式滾筒洗衣機(jī)，西門子的40厘米超薄滾筒洗衣機(jī)滿足了人們對(duì)占地空間的要求。品種多樣化： 從洗滌形式上分波輪式、滾筒式洗衣機(jī)，從洗滌容量上自2公斤到7公斤有很多等級(jí)，高中低檔洗衣機(jī)在功能上，還有很多不同，品種多樣化的洗衣機(jī)滿足了不同偏好的消費(fèi)者的需求。1.4 我國洗衣機(jī)現(xiàn)狀、質(zhì)量分析及對(duì)策1.4.1 我國洗衣機(jī)現(xiàn)狀中國洗衣機(jī)出口從 2003 年開始進(jìn)入快速增長時(shí)期，洗衣機(jī)出口量平均速度達(dá)26%，出口額平均增速更超過 40%。但是進(jìn)入 2009 年，受到全球金融危機(jī)的影響，中國洗衣機(jī)出口形勢(shì)發(fā)生了巨大變化。2009 年 1 9月，中國洗衣機(jī)出口量和出口額雙雙以負(fù)增長報(bào)收，出口量為 967.84萬臺(tái), 同比下降 14.87%；出口額為 12.04億美元，同比下降 17.55%，占中國家電產(chǎn)品同期出口總額的 5.2%（詳見下表）。中國洗衣機(jī)出口總額的80%以上來自波輪洗衣機(jī)和滾筒洗衣機(jī)，換句話說，這兩種全自動(dòng)洗衣機(jī)已經(jīng)成為中國洗衣機(jī)出口的最主要機(jī)型，特別是滾筒洗衣機(jī)出口額始終保持強(qiáng)勢(shì)，尤其在后幾個(gè)月的出口增長趨勢(shì)更是逐月增強(qiáng)。2009 年 1 9月中國共向171個(gè)國家和地區(qū)出口洗衣機(jī)，出口額超過1億美元的國家只有日本，出口額超過 1000 萬美元的國家多達(dá)25個(gè)，其中對(duì)美國、伊朗、俄羅斯和英國的出口額超過了5000萬美元。值得一提的是， 2009 年 1 9月，在對(duì)歐盟乃至全球的洗衣機(jī)出口市場(chǎng)都出現(xiàn)下挫之時(shí)，對(duì)日本、英國、德國、摩洛哥、意大利等國的洗衣機(jī)出口卻逆勢(shì)增長。1.4.2 我國洗衣機(jī)質(zhì)量分析我國家用洗衣機(jī)經(jīng)過近三十年的發(fā)展,已從初期、 成長期進(jìn)入到成熟期,隨著城市居民生活水平的進(jìn)一步提高及鄉(xiāng)村城市化水平進(jìn)程的加快,其需求量將進(jìn)一步增加。然而隨著近幾年競(jìng)爭(zhēng)壓力的增加,一些較大的生產(chǎn)企業(yè)為降低成本,將技術(shù)含量較低的波輪式家用電動(dòng)洗衣機(jī)轉(zhuǎn)向中小企業(yè)定牌生產(chǎn),而有些中小企業(yè)為降低成本,則采取了偷工減料、使用劣質(zhì)零部件制造家用電動(dòng)洗衣機(jī),由此而侵害了消費(fèi)者的合法權(quán)益,甚至發(fā)生人身傷害的嚴(yán)重事故,因此提高洗衣機(jī)產(chǎn)品的質(zhì)量是目前需要迫切關(guān)注的問題 我國洗衣機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量問題分析近一段時(shí)期以來,國家家用電器質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心受理的消費(fèi)者投訴也逐漸增多,這也表明了這些企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品總體質(zhì)量呈下降趨勢(shì),隨著其產(chǎn)銷量的增加也使得我國家用電動(dòng)洗衣機(jī)的總體質(zhì)量開始下滑。從國家監(jiān)督抽查結(jié)果也明顯反映出這一態(tài)勢(shì),其中問題主要體現(xiàn)在一下幾個(gè)方面。(1) 工藝和技術(shù)不匹配節(jié)能降耗和高效一直是洗衣機(jī)產(chǎn)品研發(fā)工作的出發(fā)點(diǎn),也是家電產(chǎn)業(yè)永恒的課題。 恰當(dāng)解決產(chǎn)品的工藝設(shè)計(jì)以及零部件間的匹配問題不僅僅是某一家企業(yè)、 某一個(gè)品牌的重要任務(wù),更是家電行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。比如消費(fèi)者總是喜歡容量大、 價(jià)格低的產(chǎn)品。企業(yè)就是利用了這個(gè)消費(fèi)心理,在價(jià)格和機(jī)型不變的情況下標(biāo)大容量,但是市場(chǎng)上許多5.8kg、 6.8kg、 7.8kg、 8.8kg 的系列機(jī),主體機(jī)型卻只是一種,有些也只是換了一下電機(jī),就派生出了一個(gè)系列,這使得洗衣機(jī)的電機(jī)或者其他各工作部分與其大容量十分不匹配,洗滌性因此降低許多。(2) 電動(dòng)機(jī)及其他零部件質(zhì)量低下不合格電動(dòng)機(jī)是洗衣機(jī)的心臟部件,也是成本中所占比重較大的一塊,許多小型企業(yè)多采用質(zhì)量低劣的低成本電動(dòng)機(jī),其效率低、 使用時(shí)溫度高,直接影響洗滌效果,間接影響電機(jī)本身及周圍部件的絕緣性能近年來原材料的價(jià)格上漲使得家用洗衣機(jī)的生產(chǎn)成本大幅提高,為了降低生產(chǎn)成本,生產(chǎn)者使用廉價(jià)的低質(zhì)零部件、 在注塑件中加大回收料的用量,使用了這些零部件以后,整機(jī)的使用性能必然下降。 整機(jī)的損壞首先表現(xiàn)在零部件的損壞上,從而使得整機(jī)壽命降低。(3) 產(chǎn)品安全項(xiàng)目不合格 許多小型企業(yè)為了降低成本,多在外殼用料上做文章,例如降低外殼厚度、 加大散熱孔面積,加上企業(yè)技術(shù)人員對(duì)標(biāo)準(zhǔn)理解不到位,其厚度降的過低、 開孔過大造成了產(chǎn)品外殼的防觸電保護(hù)不符合標(biāo)準(zhǔn)要求。還有一些產(chǎn)品出現(xiàn)了發(fā)熱、 非正常工作、功率不合格,主要是電機(jī)發(fā)熱檢驗(yàn)時(shí)發(fā)生了堵轉(zhuǎn),出現(xiàn)了冒煙現(xiàn)象;非正常工作檢驗(yàn)時(shí)因洗滌電機(jī)發(fā)熱過高導(dǎo)致絕緣失效;功率檢驗(yàn)時(shí)實(shí)測(cè)值超過了明示額定功率規(guī)定的要求等等現(xiàn)象。1.4.3 提高我國洗衣機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量的對(duì)策(1) 加強(qiáng)洗衣機(jī)的科技研究工作,開創(chuàng)自主品牌應(yīng)該看到很多質(zhì)量問題,比如,外殼厚度、 散熱孔面積不夠,電機(jī)長時(shí)間工作引起溫度過高而絕緣實(shí)效等等文的其根源是由于洗衣機(jī)設(shè)計(jì)不合理造成的。 目前我國洗衣機(jī)產(chǎn)品的研究發(fā)展本身的發(fā)展卻大多集中在表面功能,快捷甚至外型設(shè)計(jì)上,而洗衣機(jī)使用的安全性、 持久性的改進(jìn)卻十分緩慢。 研發(fā)是一個(gè)企業(yè)長期持續(xù)發(fā)展的動(dòng)力,國內(nèi)洗衣機(jī)最大制造商海爾集團(tuán)就十分注重產(chǎn)品的研發(fā),為了進(jìn)一步引進(jìn)新的技術(shù),海爾集團(tuán)海爾洗衣機(jī)更是將聯(lián)合世界500強(qiáng)企業(yè)GE進(jìn)行技術(shù)合作,開發(fā)具有環(huán)保、 節(jié)能、 低噪音等特點(diǎn)的高品質(zhì)的洗衣機(jī)產(chǎn)品。(2) 加強(qiáng)原材料以及出廠產(chǎn)品自身的質(zhì)量檢查國內(nèi)大多數(shù)洗衣機(jī)制造企業(yè)的質(zhì)量意識(shí)和檢測(cè)裝備都有很大的缺陷,這就造成了產(chǎn)品質(zhì)量上的差距。 做出優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品,企業(yè)需要自覺地采用嚴(yán)于國家標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),自覺地做到自我把關(guān),嚴(yán)格的按照國家、 行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)即將出廠的產(chǎn)品進(jìn)行細(xì)致的檢查和性能測(cè)定,杜絕有質(zhì)量缺陷的產(chǎn)品流入市場(chǎng)。 另外,一味的為了壓低成本而使用質(zhì)量低劣的原材料,不僅是對(duì)消費(fèi)者和社會(huì)的不負(fù)責(zé)任,對(duì)企業(yè)的長期發(fā)展也是極端有害的。 為此,企業(yè)還應(yīng)當(dāng)培養(yǎng)和保留自己的優(yōu)秀業(yè)務(wù)人員,也是提高企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量,保證企業(yè)長期持續(xù)發(fā)展的根本保證。(3) 政府要加大對(duì)定牌產(chǎn)品的管理力度在我國除海爾等少數(shù)廠家和某些國外品牌產(chǎn)品制造商以外,許多企業(yè)為了擴(kuò)大自有品牌產(chǎn)品的市場(chǎng)銷售份額,降低生產(chǎn)成本,尋找大批名不見經(jīng)傳的企業(yè),組裝其品牌產(chǎn)品,這一現(xiàn)象十分普遍。 事實(shí)上已經(jīng)造成了國內(nèi)眾多品牌的產(chǎn)品中,相當(dāng)一部分產(chǎn)品是由江浙一帶的民營企業(yè)生產(chǎn)的。在對(duì)這些定牌產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)督抽查檢驗(yàn)中,可能會(huì)遇到產(chǎn)品認(rèn)定等方面的實(shí)際問題,但這些產(chǎn)品往往又是市場(chǎng)上銷量最大的產(chǎn)品。 如果放松對(duì)這些定牌產(chǎn)品的質(zhì)量監(jiān)督,勢(shì)必造成在產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督領(lǐng)域內(nèi)出現(xiàn)真空地帶,因此政府質(zhì)量監(jiān)督管理部門加大對(duì)定牌產(chǎn)品的監(jiān)管力度是非常必要的。(4) 搞好普法和標(biāo)準(zhǔn)的宣貫工作提高消費(fèi)者質(zhì)量意識(shí)在質(zhì)量監(jiān)督的過程中消費(fèi)者的作用不容忽視,只有消費(fèi)者的質(zhì)量意識(shí)提高,才是我國產(chǎn)品質(zhì)量提高的根本。 因此,要加強(qiáng)對(duì)洗衣機(jī)行業(yè)產(chǎn)品的安全標(biāo)準(zhǔn)和性能標(biāo)準(zhǔn)的宣貫力度。 大力宣傳 中華人民共和國產(chǎn)質(zhì)量法 、 消費(fèi)者權(quán)益保護(hù)法 等相關(guān)規(guī),生產(chǎn)者、 消費(fèi)者提高法律意識(shí),自覺制假冒偽劣產(chǎn)品,提高自我保護(hù)意識(shí),使國家電的總體水平有所提高。第2章 單相異步電動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)介2.1 概述單相異步電動(dòng)機(jī)又稱為單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)由于單相電動(dòng)機(jī)只需單相交流電源供電，因而被廣泛地應(yīng)用于小型機(jī)床、輕工設(shè)備、商業(yè)機(jī)械、食品加工機(jī)械、醫(yī)療衛(wèi)生器械、家用電路、日用機(jī)電用具、輕小型農(nóng)副機(jī)具等. 單相異步電動(dòng)機(jī)之所以能廣泛應(yīng)用，因?yàn)樗哂薪Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、運(yùn)行可靠、噪聲低、振動(dòng)小、維護(hù)使用方便等一系列優(yōu)點(diǎn)。它與同容量三相異步電動(dòng)機(jī)相比較體積稍大，性能差，因而多制成微型和小型近年來單相異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用范圍越來越廣，不僅產(chǎn)量增加，品種增多，而且已向高力能指標(biāo)，整馬力系列電機(jī)發(fā)展。單相異步電動(dòng)機(jī)的定于繞組并非只是一相繞組，因?yàn)檫@樣的電動(dòng)機(jī)并不能產(chǎn)生起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。為了產(chǎn)生起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，單相異步電動(dòng)機(jī)定子上必須安放兩個(gè)繞組，一個(gè)為主繞組，另一個(gè)為副繞組。轉(zhuǎn)于繞組和一般的籠型轉(zhuǎn)子完全一樣。當(dāng)定于繞組接到單相交流電源以后，在氣隙中便產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，依靠電磁感應(yīng)作用，使轉(zhuǎn)子繞組感生電勢(shì)和電流，從而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，以實(shí)現(xiàn)電能和機(jī)械能的轉(zhuǎn)換。2.2 單相異步電動(dòng)機(jī)的種類單相異步電動(dòng)機(jī)類型：(1)單相電阻分相起動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)；(2)單相電容分相起動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)；(3)單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)異步電動(dòng)機(jī)；(4)單相電容起動(dòng)與運(yùn)轉(zhuǎn)異步電動(dòng)機(jī)；(5)單相罩極式異步電動(dòng)機(jī)。2.2.1單相電阻起動(dòng)異步電動(dòng)機(jī) 將m繞組和a繞組設(shè)計(jì)成不一樣。m相匝數(shù)多、導(dǎo)線粗；a相匝數(shù)少而導(dǎo)線細(xì)。m相電抗大而電阻?。籥相電抗小而電阻大。 圖2.1 電阻分相啟動(dòng)異步電動(dòng)機(jī) 起動(dòng)時(shí)S合上，m和a通入被“分相”的電流，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到75-80%同步轉(zhuǎn)速時(shí)，S自動(dòng)斷開。電動(dòng)機(jī)在m繞組單獨(dú)驅(qū)動(dòng)下運(yùn)行。 圖2.2 電阻分相啟動(dòng)電流關(guān)系及機(jī)械特性 曲線1為兩繞組都通電的機(jī)械特性，曲線2為只有m繞組工作時(shí)的機(jī)械特性。 這種單相異步電動(dòng)機(jī)兩相電流相位相差不大，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小Tst=(1.1-1.8)TN。 改變轉(zhuǎn)向的方法：?jiǎn)为?dú)改變m或者a繞組的通電極性。 2.2.2 單相電容分相起動(dòng)異步電動(dòng)機(jī) 給a繞組中串接一個(gè)起動(dòng)電容C，使得2繞組的阻抗不同，達(dá)到分相的目的。 圖2.3 電容分相啟動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)接線圖圖2.4 電容分相啟動(dòng)電流關(guān)系及機(jī)械特性 優(yōu)點(diǎn)：(1)配備合適的電容器可以使得m相和a相繞組的電流相位差接近90度。(2)這種電機(jī)的a繞組匝數(shù)不受限制，可以做成與m繞組一樣，從而在起動(dòng)時(shí)得到較為接近圓形的旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)，提高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。(3)合成電流較小，即起動(dòng)電流較小，而起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大，適合于對(duì)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩要求較高的負(fù)載。 2.2.3 單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)異步電動(dòng)機(jī) 沒有開關(guān)，a繞組不僅參與起動(dòng)，而且參與運(yùn)行。 圖2.5 電容運(yùn)轉(zhuǎn)單相異步電動(dòng)機(jī)接線圖 實(shí)際上是兩相運(yùn)行電機(jī)。運(yùn)行時(shí)氣隙磁勢(shì)接近圓形。電機(jī)的運(yùn)行性能較好，功率因數(shù)、效率、過載能力都比電阻分相或者電容分相起動(dòng)的單相電動(dòng)機(jī)好。 副繞組要按照長期運(yùn)行的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。另外，由于阻抗隨著轉(zhuǎn)速變化，圓形起動(dòng)和圓形運(yùn)行難以兼顧，所以該類電動(dòng)機(jī)起動(dòng)性能不如電容分相起動(dòng)單相異步電動(dòng)機(jī)。 2.2.4 單相電容起動(dòng)與運(yùn)轉(zhuǎn)異步電動(dòng)機(jī) 為了克服電容運(yùn)轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)不能兼顧圓形起動(dòng)和圓形運(yùn)轉(zhuǎn)的缺憾，在a繞組中采用兩個(gè)并聯(lián)的電容器。C為長期運(yùn)行電容器，Cs為起動(dòng)電容器。 圖2.6 電容啟動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)單相異步電動(dòng)機(jī)接線圖起動(dòng)時(shí)，串聯(lián)在a繞組的總電容為C+Cs，較大，可以產(chǎn)生較圓形的旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)；轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值后，Cs被開關(guān)甩開，運(yùn)行時(shí)的磁勢(shì)也接近圓形。 該類單相電動(dòng)機(jī)中最理想的一類，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩、功率因數(shù)、效率都提高了；電機(jī)噪聲較小。2.3 單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理單相異步電動(dòng)機(jī)的定子上有兩套繞組。一個(gè)稱為主繞組(又叫工作繞組)，另一個(gè)稱為副繞組(又叫起動(dòng)繞組或輔助繞組)，二者共同產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，用以起動(dòng)電動(dòng)機(jī)。 我們先來看一種最簡(jiǎn)單的二相定子繞組。如下圖2.7所示，圖中導(dǎo)體m和導(dǎo)體m組成一個(gè)線圈，導(dǎo)體a和導(dǎo)體a組成另一個(gè)線圈，二個(gè)線圈在空間互相相隔90，每個(gè)線圈為一相，通以二相交流電流。假定二相電流的正方向是從繞組的始端到末端，既電流為正時(shí)，電流從導(dǎo)體m，a流入紙面，從導(dǎo)體m，a流出紙面。電流為負(fù)時(shí)則方向相反。在繞組中通過的二相對(duì)稱電流的變化規(guī)律為 im=Imcoswt ig=Imcos(wt+90)二相電流隨時(shí)間變化的曲線如圖2.8所示。我們知道，當(dāng)電流通過線圈時(shí)，就產(chǎn)生磁場(chǎng)。因此是交變電流，故線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)也是交變的。下面具體觀察在幾個(gè)不同瞬時(shí)定子二相繞組產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)。 圖2.7 最簡(jiǎn)單的二相繞組 圖2.8 二相對(duì)稱電流圖2.9 兩極旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生當(dāng)wt=0時(shí)，由圖2.8可以看出，im為正值，電流從導(dǎo)體m流入紙面，從導(dǎo)體m流出紙面；ig0。應(yīng)用右手螺旋定則，可以確定合成磁場(chǎng)的方向。圖2.9(2)表示這一瞬時(shí)三相繞組電流分布情況以及所產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)方向。 當(dāng)wt=45時(shí)，由圖2.8可知im為正值，ig為負(fù)值。此時(shí)二相繞組電流分布情況及所產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)如圖2.9(b)所示。合成磁場(chǎng)的軸線比wt=0時(shí)的軸線沿逆時(shí)針方向在空間超前45。 用同樣的方法，當(dāng)wt=90，wt135，wt=180 ，wt=270時(shí)，由圖2.8可以畫出相應(yīng)的二相繞組電流分布情況及所產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)，分別表示在圖2.9(c)，(d)，(e)，(f)中。當(dāng)wt360時(shí)，又回到了圖2.9(a)的情況。 由上述分析可以得出以下結(jié)論 （1）一組空間分布相差90電角度的二相繞組在通以二相對(duì)稱交流電時(shí)，產(chǎn)生一旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。 （2）旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向與兩相繞組在空間的位置和繞組中的電流相序有關(guān)。 （3）旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速與電流的頻率有一定的關(guān)系。 由圖29(a)到(b)，電流變化了45，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)逆時(shí)針在空間轉(zhuǎn)過了45；由(b)到(c)，電流又變化了45，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)逆時(shí)針在空間繼續(xù)轉(zhuǎn)過了45可以推理當(dāng)電流變化一個(gè)周期(即360)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)逆時(shí)針在空間也轉(zhuǎn)過了一轉(zhuǎn)(即360)，若交流電流的頻率f1為50Hz(即每秒變50周)，則旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在空間每秒也轉(zhuǎn)了50轉(zhuǎn)。所以兩極旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)每秒鐘的轉(zhuǎn)速為n1f1(rs)，每分鐘的轉(zhuǎn)速為n160f13000(rs)。既然一套mm。aa線圈通以二相交流電流產(chǎn)生一兩極旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，那么沿定子圓周布置兩套m1m1，a1a1和m2m2，a2a2線圈通以二相交流電流之后既能產(chǎn)生一個(gè)4極旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。由2.10就是這個(gè)二套線圈的布置圖。用上述方法同樣可以畫出幾個(gè)特定瞬時(shí)的二相繞組電流分布情況及所產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)。這時(shí)，當(dāng)電流變化一個(gè)周期（wt360）時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)只轉(zhuǎn)過半轉(zhuǎn)。因此4極旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)每秒的轉(zhuǎn)數(shù)僅為交流電流頻率數(shù)值的一半，即n1=f1(r/s)/2，每分鐘的轉(zhuǎn)速為n1=60f1/2=1500（r/min）。 推廣到任意極數(shù)P的定子繞組旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速為n1=f1(r/s)/(p/2)或n1=f1*50/(p/2)=120f1/p(r/min）由于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n1于交流電流頻率f1有上述固定關(guān)系，因此常把n1叫做做同步轉(zhuǎn)速。如果定子兩相繞組產(chǎn)生個(gè)2極逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。這時(shí)，轉(zhuǎn)子繞組的導(dǎo)體與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間便有了相對(duì)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在磁場(chǎng)中切割磁力線時(shí)便產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，因而可以用右手定則來確定轉(zhuǎn)子繞組導(dǎo)體中感應(yīng)電勢(shì)的方向，如圖2.11所示。由于轉(zhuǎn)子繞組是閉合的，所以在感應(yīng)電勢(shì)作用下，轉(zhuǎn)子繞組導(dǎo)體中便有電流通過。我們知道，通電的導(dǎo)體在磁場(chǎng)中要受到電磁力的作用，其方向可由左手定則確定圖2.11中，箭頭表示電磁力F的方向，電磁力作用于圓柱形轉(zhuǎn)子表面，從而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，電磁轉(zhuǎn)矩作用的方向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向一致當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩克服轉(zhuǎn)子的靜摩擦?xí)r，轉(zhuǎn)子就會(huì)沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)起來。 圖2.10 4極繞組分布 圖2.11 單相異步電動(dòng)機(jī)工作原理如果定子上只有一相繞組，如圖2.12所示在一相繞組中通入交流電流后，盡管電流隨時(shí)間變化，且電機(jī)內(nèi)產(chǎn)生的磁場(chǎng)也隨時(shí)間變比，但卻不能產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。在轉(zhuǎn)子靜止時(shí)轉(zhuǎn)子繞組的導(dǎo)體中雖然也會(huì)感應(yīng)電勢(shì)從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，并且這些電流與一相繞組在電機(jī)內(nèi)產(chǎn)生的磁場(chǎng)作用也會(huì)產(chǎn)生電磁力，但是因?yàn)檫@些電磁力產(chǎn)生購轉(zhuǎn)處相互抵消，轉(zhuǎn)子上沒有受轉(zhuǎn)矩作用，所以轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)不起來，仍處于靜止?fàn)顟B(tài)。 因此，一般來說，只有在定子上存在二相繞組并通入二相交流電流時(shí)，才能在電機(jī)的氣隙中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子才能轉(zhuǎn)動(dòng)起來。但轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)起來以后，即使定子上只有一相繞組通電，轉(zhuǎn)子卻仍能產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，會(huì)使電機(jī)在一相繞組下繼續(xù)以一定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。圖2.12 一相繞組下的情況2.4 單相異步電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)單相異步電機(jī)與三相異步電機(jī)相比較，其最大的不同，最主要的就是不對(duì)稱，三相異步電機(jī)是具有三相對(duì)稱繞組的電機(jī)，在外加三相電源對(duì)稱條件下，實(shí)現(xiàn)平行運(yùn)轉(zhuǎn)，而單相異步電機(jī)則不然，供給它的是單相電源，為了使單相異步電機(jī)能夠具有或接近三相異步電機(jī)的運(yùn)行性能，采取了種種措施，如電的，磁路的，空間位置上的不對(duì)稱。用這些不對(duì)稱來應(yīng)付電源上的不對(duì)稱，這就是單相異步電機(jī)最本質(zhì)的特點(diǎn)，分別介紹之。（1）電的不對(duì)稱：電的不對(duì)稱，就是在電路上的一些不對(duì)稱，對(duì)于僅有單相繞組工作的電機(jī)，即分相電機(jī)，是沒有辦法使它工作在平衡條件下的，性能上總是有所失的。對(duì)于具有兩相或三相繞組的電容電機(jī)，在單相電源條件下要它能實(shí)現(xiàn)平衡運(yùn)行，就得要求各相電流在時(shí)間上要有相位差，這就需要各相回路參數(shù)不等，即電路不對(duì)稱才行，假如各繞組是對(duì)稱的，就應(yīng)該通過外接移相電容元件（多是電容），來造成各回路的不對(duì)稱，通常都是將電容電機(jī)設(shè)計(jì)成不對(duì)稱的多相繞組，即各相繞組在槽形，槽數(shù)，匝數(shù)，線徑上不相同，再配以移相元件，使電機(jī)能在平衡的條件下運(yùn)行。（2）空間位置的不對(duì)稱：?jiǎn)蜗喈惒诫姍C(jī)的各相繞組在空間位置上并不像三相對(duì)稱電機(jī)那樣要求對(duì)稱分布，只要求在空間最佳位置放置繞組，以求得最佳的工作狀態(tài)。（3）磁路的不對(duì)稱： 對(duì)于那些功率甚小的單相異步電機(jī)，性能要求不高，但求結(jié)構(gòu)工藝簡(jiǎn)單，就宜采用多極的定子，集中的繞組，這樣繞線、下線方便，可以簡(jiǎn)化制造工藝，又可利用它在氣隙中上的不等和磁路上的不稱來改善電機(jī)的運(yùn)行性能。第3章 單相電容起動(dòng)與運(yùn)行電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)3.1 概 述單相電容異步電動(dòng)機(jī)的副相繞組分相元件是電容器，如果此分相電容器在電機(jī)起動(dòng)和運(yùn)行時(shí)始終參與工作，則稱為工作電容，這種電機(jī)就稱為單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)異步電動(dòng)機(jī)。如果分相電容除了工作電容器外，還并聯(lián)一個(gè)起動(dòng)電容器，電機(jī)起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電容器和工作電容器同時(shí)參與工作，而當(dāng)轉(zhuǎn)子起動(dòng)到75-80同步轉(zhuǎn)速時(shí)，起動(dòng)電容器由起動(dòng)開關(guān)切離電源，僅留下工作電容器參與電機(jī)運(yùn)行時(shí)的工作，則構(gòu)成單相雙值電容異步電動(dòng)機(jī)，又稱單相電容起動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)異步電動(dòng)機(jī)。可見，在電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，這兩種電機(jī)都只有一個(gè)工作電容器工作，其工作特性是完全相同的。只是在起動(dòng)時(shí)，單相電容起動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)異步電動(dòng)機(jī)因?yàn)檫€有起動(dòng)電容器同時(shí)參與工作，而且其值一般比工作電容器大得多，所以，只要電容選擇得當(dāng)，就可以獲得良好的起動(dòng)性能。當(dāng)然，經(jīng)過合理選擇工作電容器，也可以得到與單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)異步電動(dòng)機(jī)同樣良好的運(yùn)行性能。通常，這兩種電機(jī)的主相繞組和副相繞組分別占有相同的定子槽數(shù)。但是，在一般情況下，主、副相繞組的匝數(shù)各不相等，是不對(duì)稱的兩相繞組，再加上副繞組回路又串接電容，主、副相繞組回路的阻抗不等，其中的電流也不相等是不對(duì)稱的兩相電流，所以，氣隙中的合成旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)一般都是橢圓形的。單相異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的有關(guān)問題：（1）主、副繞組用銅比例關(guān)系 在多數(shù)場(chǎng)合，電動(dòng)機(jī)輸入功率的大部分分配在主相繞組中，此時(shí)如把過半數(shù)的槽分配給主繞組，往往可獲得較好的運(yùn)轉(zhuǎn)性能。一般隨著電動(dòng)機(jī)額定功率的下降，副繞組用銅量比例上升。在小容量電動(dòng)機(jī)中，有時(shí)甚至需要讓副繞組用銅量超過主繞組。對(duì)電容起動(dòng)與運(yùn)行式單相異步電動(dòng)機(jī)而言，副繞組用銅量比例比電容運(yùn)轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)略小一些。（2）副繞組對(duì)主繞組的有效匝比a 電容運(yùn)轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)的有效匝比a的去職范圍頗大：a=1-2。a值的選取原則有時(shí)是為了使電動(dòng)機(jī)在正常運(yùn)行點(diǎn)的氣隙磁場(chǎng)接近圓形磁場(chǎng)，有時(shí)則是為了使電容器的端電壓Uc接近電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行電壓。有時(shí)，調(diào)整a值的目的純粹是為了使Uc接近于市售的電容器的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格所規(guī)定的電壓。因過高的a值會(huì)使起動(dòng)轉(zhuǎn)矩下降，故電容起動(dòng)與運(yùn)行式單相異步電動(dòng)機(jī)的a值上限，取決于啟動(dòng)條件。（3）電容器端電壓Uc的計(jì)算 設(shè)主繞組電壓為U，副繞組的電壓為aU，且兩者時(shí)間上的相位差為90，則電容器端電壓為Uc=U式中 Uc電容器端電壓，單位V由于電容器已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，設(shè)計(jì)電動(dòng)計(jì)時(shí)，C的計(jì)算值與市售標(biāo)準(zhǔn)值不一定相等。如果所選用的標(biāo)準(zhǔn)電容值小于設(shè)計(jì)計(jì)算值，則實(shí)際的Uc值會(huì)比上式計(jì)算值略高。由上式可見，a的上限值也受Uc的限制。3.2 單相電容起動(dòng)與運(yùn)轉(zhuǎn)異步電動(dòng)機(jī)的原理、特點(diǎn)及故障分析3.2.1單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)異步電動(dòng)機(jī)的原理單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)異步電動(dòng)機(jī)的接線圖如圖3-1所示。圖3.1單相電容運(yùn)行電動(dòng)機(jī)接線圖單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)異步電動(dòng)機(jī)的定子具有主繞組和副繞組，它們的軸線的空間相位上相差90電角度，副繞組串聯(lián)一個(gè)工作電容器C（容量比電容器小得多）后，與主繞組并接于電源。它是在副相接以電容器與主相繞組并聯(lián)于電網(wǎng)上的一種電動(dòng)機(jī)，由于它的副繞組始終要通電。所以，它不需要起動(dòng)繼電器切除副回路。由于副繞組需長期運(yùn)行，故副繞組與主繞組電密差不多，它的副繞組與電容器的選配，多是以工作時(shí)能有較好的性能指標(biāo)為準(zhǔn)則。副繞組串入電容器，考慮到長期工作的要求，應(yīng)選用耐壓較高的聚丙烯金屬膜紙介電容器，容量較小，電容運(yùn)轉(zhuǎn)單相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能，如電容起動(dòng)的單相電動(dòng)機(jī)，它的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較低，起動(dòng)電流也較大，電容電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，內(nèi)部接迫害圓形磁場(chǎng)，因而效率與功率因數(shù)單繞組的異步電動(dòng)機(jī)要高，且振動(dòng)和噪音都比較低，因而房間空氣調(diào)節(jié)器的電動(dòng)機(jī)多數(shù)是用單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)異步電動(dòng)機(jī)，這種電動(dòng)機(jī)不僅在起動(dòng)時(shí)，而且在運(yùn)行時(shí)也是一個(gè)兩相電機(jī)，所以運(yùn)行時(shí)在氣隙中可以產(chǎn)生較強(qiáng)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，提高了它的運(yùn)行性能，因而它的功率因數(shù)、效率、過載能力都比電阻起動(dòng)和電容起動(dòng)單相電機(jī)要好得多。3.2.2 單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)異步電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)單相電容電動(dòng)機(jī)優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、噪音小、只需單相交流電源供電。單相電容電機(jī)的缺點(diǎn)是：故障率較高，主要表現(xiàn)為電機(jī)嚴(yán)重發(fā)熱、轉(zhuǎn)動(dòng)無力、啟動(dòng)困難、燒保險(xiǎn)絲等。3.2.3單相電容啟動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)常見故障及原因分析故障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；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)入異物根據(jù)負(fù)載性質(zhì)的不同，電容電動(dòng)機(jī)基本有以下兩類（1）起動(dòng)轉(zhuǎn)矩要求不高，單向，連續(xù)運(yùn)行這類負(fù)載如：風(fēng)機(jī)、風(fēng)扇、空調(diào)器、磨床等。它們的阻力主要來自風(fēng)或外加的負(fù)載，這類負(fù)載的起動(dòng)阻力矩較小，而起動(dòng)后，它的阻力矩因風(fēng)葉的性質(zhì)隨轉(zhuǎn)速的二次方增大，負(fù)載的斜率，會(huì)超過電機(jī)的機(jī)械特性在非穩(wěn)定區(qū)的斜率，這樣，便能穩(wěn)定運(yùn)行在異步電機(jī)的各種轉(zhuǎn)速上，包括非穩(wěn)定區(qū)間，應(yīng)用于這類負(fù)載上的電機(jī)，可能把它的工件重點(diǎn)設(shè)計(jì)在輸出最大功率處，即接近于最大轉(zhuǎn)矩外，這種電機(jī)的