三相異步電動機改單相

1、三相異步電動機改單相三相異步電動機改單相的原理和方法三相異步電動機由于構(gòu)造簡單、成本低、維修使用方便、運行可靠等優(yōu)點 , 被廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。三相電動機的電源應(yīng)是三相電源, 但實際上常會遇到只有單相 電源的問題 , 特別是在家用電器上用的都是單相電動機, 壞了以后想用三相電動機代替 , 就必須做適當?shù)母慕? 以使三相電動機適應(yīng)于單相電源而正常工作 , 下面具 體談其接線方法。一、改接原理三相異步電機是利用三相互隔120?角度的平衡電流, 通過定子繞組時產(chǎn)生一個隨時間變化的旋轉(zhuǎn)磁場, 以驅(qū)使電動機運轉(zhuǎn)工作的。在談到三相異步電機改單相使用之前 , 先要說明單相異步電動機旋轉(zhuǎn)磁場建立問題 , 單

2、相電動機只有在建立旋轉(zhuǎn)磁場后才能夠起動。它之所以沒有初始起動轉(zhuǎn)距, 是因為在單相繞組中建立起的磁場不是旋轉(zhuǎn)的 , 而是脈動的 , 換句話說 , 它對定子來講是不動的。在這種情況下 , 定子的脈動磁場與轉(zhuǎn)子導體內(nèi)的電流相互作用是不能產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的 , 因為沒有旋轉(zhuǎn)磁場, 所以就不能使電機起動運轉(zhuǎn)。但是電動機內(nèi)部兩個繞組的位置有空間角度差 , 若設(shè)法再產(chǎn)生一不同相的電流, 使兩相電流在時間上有一定的相位差 , 才能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場 , 使電機起動。因此單相電動機的定子除了有工作繞組外 , 還必須有起動繞組。根據(jù)此原理 , 可利用三相異步電機定子的三相繞組, 將其中一相繞組線圈采用 電容或電感移相的方法,

3、使兩相通過不同的電流, 這樣就能建立旋轉(zhuǎn)磁場 , 使電動機起動運轉(zhuǎn)。當三相異步電機改為單相電源使用時, 其功率僅是原來的 2/3 。二、改接方法要把三相電機使用在單相電源上，可將三相異步電動機定子繞組中的任意二相繞組線圈首先串聯(lián)，再與另一相繞組并聯(lián)接入電源。這時，兩個繞組里的磁通量在空 間上雖然有相位差，但因工作繞組和起動繞組都是接在同一電源上，如按時間來講， 電流是相同的。因此，只有在起動繞組上串聯(lián)一只電容器、電感線圈或電阻，才能使電流有相位差。在接法上為了增大起動轉(zhuǎn)矩，可用一臺自耦變壓器將單相電源的電 壓由220V升到380V,示意圖如圖1所示。 （圖1）一般小型電動機均為Y接，對Y接的三

4、相異步電動機用此種方法接線，應(yīng)將用入電容C的繞組接線端子接在自耦變壓器起頭端子上，如需改變轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動方向，可按圖2接線。料刎器樓物我橙（圖2）如果不升高電壓，接在220V的電源也可用此圖示。因為原來接三相 380V電源電壓的繞組，現(xiàn)在用于220V電源，電壓太低了，所以轉(zhuǎn)矩太低。cI 1*1推跳應(yīng)聯(lián)帝絳冠取接（圖3）Ct drq422QW 繞翔fit接接淺板版接（圖4）圖3接線轉(zhuǎn)矩太低，若增大力矩可將移相電容申入二相繞組連在一起的線圈中 ， 用此繞組為起動繞組，單只線圈直接接在220V電源上，見圖4。圖3、圖4如果需要 改變轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動方向，可將起動繞組或運轉(zhuǎn)繞組的頭尾換一下就可。兩個繞組串聯(lián)后的磁矩

5、（其中一相反用）是由兩個夾角互為60?磁矩合成的（如圖 5）,其磁矩遠遠大于由兩個夾角互為120?合成的磁矩（如圖6兩繞組順用）,所以圖 5接線的起動轉(zhuǎn)矩遠遠大于圖6接線的起動轉(zhuǎn)矩。（圖5）姚銅聯(lián)接 接續(xù)板聯(lián)接（圖6）在起動繞組上接入電阻R（圖7）的數(shù)值應(yīng)當與定子繞組相電阻接近，并且應(yīng)當能夠承受起動電流，這種接法起動轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的0.10.12 倍。發(fā)維聯(lián)接d r 0接線板駿接（圖7）三、移相電容的選擇工作電容C=1950 Ie/Ue x cos?。ㄎ⒎ǎ?Ie、Ue cos小 是電動機原來的額定 電流、額定電壓及功率因數(shù)。一般工作電容用在單相電源上的三相異步電機時（220V）,每100W用

6、46微法電容即可。起動電容可根據(jù)起動的負載大小而選擇。通常是工作電容的14倍。當電動機達到額定轉(zhuǎn)速的75%80附，應(yīng)當斷開起動電容，否則電動機易燒壞。正確選擇電容的容量使二相繞組的電流 I1、I2相等，且等于額定電流Ie,即I1=I2=Ie。若要求起動力矩大些，可增加一個起動電容，并接在運轉(zhuǎn)電容上，當起動 正常時，斷開起動電容。三相異步電動機用于單相電源的改接意義較大, 方便易行 , 但由于單相電源一般 容量較小，所以適用于1kW以下小電機。三相異步電機工作原理三相異步電機的工作方式，電機定子上有三相對稱的交流繞組，三相對稱交流繞組通入三相對稱交流電流時，將在電機氣隙空間產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)子繞組

7、的導體處于旋轉(zhuǎn)磁場中，轉(zhuǎn)子導體切割磁力線，并產(chǎn)生感應(yīng)電勢，判斷感應(yīng)電勢方向，轉(zhuǎn)子導體通過端環(huán)自成閉路，并通過感應(yīng)電流。感應(yīng)電流與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用產(chǎn)生電磁力， 電磁力作用在轉(zhuǎn)子上將產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，并驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。 三相異步電機工作原理 :一、旋轉(zhuǎn)磁場( 一) 定子旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生的原理旋轉(zhuǎn)磁場 : 指磁場的軸線位置隨時間而旋轉(zhuǎn)的磁場。 在三相異步電動機的定子鐵心中放置三組結(jié)構(gòu)完全相同的繞組U1U2 V1V2 W1W2各相繞組在空間互差120?電角度，向這三相繞組中通入對稱的三相交流電，則在定子與轉(zhuǎn)子的空氣隙中產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場。以兩極電機即2P=2為例說明，對稱的三相繞組 U1U2 V1V2 W1W假定

8、為集中繞組，三相繞組接成星形，并通以三相對稱電流iA、 iB 、 iC 。如動畫演示所示。假定電流的瞬時值為正時是從各繞組的首端流入，末端流出。電流流入端用“X”表示，電流流出端用“ ) ”表示。 wt=0 時， iA=0;iB為負值，即iB由末端V2流入，首端V1流出；iC為正值，即iC由首端 亞赫入，末端 W流出。電流流入端用“X”表示，電流流出端用“)”表示。利用右手螺旋定則可確定在 wt=0 瞬間由三相電流所產(chǎn)生的合成磁場方向，如動畫演示所示?？梢姾铣纱艌鍪且粚Υ艠O，磁場方向與縱軸線方向一致，上方是北極，下方是南極。wt=兀/2時，iA為正最大值，即iA由首端U1流入，末端U2流出；i

9、B為負值，即iB由末端V2流入，首端V1流出；iC為負值，即iC由W2流入，W1流出。可見合成磁場方向以較wt=0 時按時針方向轉(zhuǎn)過90o。同理可畫出wt=兀,wt=3 tt /2 , wt= 2幾 時的合成磁場，可看出磁場的方向 逐步按順時針方向旋轉(zhuǎn)，共轉(zhuǎn)過 3600,即旋轉(zhuǎn)一周。綜上所述，在三相交流電動機定子上布置有結(jié)構(gòu)完全相同在空間位置各相差 120o 電角度的三相繞組，分別通入三相交流電，則在定子與轉(zhuǎn)子的空氣隙間所產(chǎn)生的合成磁場是沿定子內(nèi)圓旋轉(zhuǎn)的，故稱旋轉(zhuǎn)磁場。（ 二 ） 旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向U相、V相、Wf繞組的電流分別為iA、iB、iC。三相交流電的相序 A B C。旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方

10、向為U相一一V相一一W相（順時針旋轉(zhuǎn)）若U相、V相、 Wf目繞組的電流分別為iA、iC、iB（即任意調(diào)換電動機兩相繞組所接交流電源的相 序）旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向為逆時針旋轉(zhuǎn)。綜上所述，旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向決定于通入定子繞組中的三相交流電源的相序。只要任意調(diào)換電動機兩相繞組所接交流電源的相序，旋轉(zhuǎn)磁場即反轉(zhuǎn)。（ 三 ） 旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)速度兩極三相異步電動機（即2P=2）定子繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場，當三相交流電變化一周后，其所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場也正好旋轉(zhuǎn)一周。 故在兩極電動機中旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速等于三相交流電的變化速度，即 n1=60f1=3000轉(zhuǎn) 分。四極三相異步電動機（即2P=4）定子繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場，當

11、三相交流電變化一周后，其所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場只旋轉(zhuǎn)了半圈。 故在四極電動機中旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速等于三相交流電的變化速度的一半，即 n1= 60 f1/2 =1500轉(zhuǎn)/分。綜上所述，當三相異步電動機定子繞組為 p 對磁極時，旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速為 n1= 60f1/p式中 n1: 旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速（又稱同步轉(zhuǎn)速） ，轉(zhuǎn) /分f1: 三相交流電源的頻率，赫; p: 磁極對數(shù)。二、三相異步電動機的轉(zhuǎn)動原理問題 : 為什么稱“異步”電動機,正常情況下，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n總是略低于旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速即同步轉(zhuǎn)速m，若門=n1 ，則旋轉(zhuǎn)磁場和轉(zhuǎn)子導體間將不存在相對運動，因而轉(zhuǎn)子導體電動勢為零。 n和 n1 總存在差異，異步電動機的名稱由

12、此而來。異步電動機的轉(zhuǎn)子繞組并不直接與電源相接，而是依靠電磁感應(yīng)的原理產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和電流，故又可稱為感應(yīng)電動機。 三、異步電動機的轉(zhuǎn)差率分析 n 和 n1 間的關(guān)系 :1、當n=0,轉(zhuǎn)子切割旋轉(zhuǎn)磁場的相對轉(zhuǎn)速n1,n= n1為最大，故轉(zhuǎn)子中的感應(yīng)電動勢和電流最大。2、當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n 增加時，則 n1,n 開始下降，故轉(zhuǎn)子中的感應(yīng)電動勢和電流下降。3、當n= n1 ，則 n1,n=0 ，轉(zhuǎn)子導體不切割定子旋轉(zhuǎn)磁場，故轉(zhuǎn)子中 沒有感應(yīng)電動勢。轉(zhuǎn)差率：同步轉(zhuǎn)速n1與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n之差對同步轉(zhuǎn)速之比值，用 S表示。S 是恒量異步電動機性能的一個重要參數(shù)，分析幾個特定工作狀態(tài)下的 S 值。1、電動機靜止或在

13、啟動的瞬間， n=0， S=1。S 很小。3 、電動機額定2、電動機空載時，需克服的阻力很小，故轉(zhuǎn)速很高，負載時的轉(zhuǎn)差率S約為0.010.07。4、電機處于電動機狀態(tài)運行時0, S, 1。三相異步電動機的工作原理簡單說應(yīng)該是:當向三相定子繞組中通過入對稱的三相交流電時，就產(chǎn)生了一個以同步轉(zhuǎn)速n1沿定子和轉(zhuǎn)子內(nèi)圓空間作順時針方向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場。由于旋轉(zhuǎn)磁場以 n1 轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子導體開始時是靜止的，故轉(zhuǎn)子導體將切割定子旋轉(zhuǎn)磁場而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢（ 感應(yīng)電動勢的方向用右手定則判定） 。由于導子導體兩端被短路環(huán)短接，在感應(yīng)電動勢的作用下，轉(zhuǎn)子導體中將產(chǎn)生與感應(yīng)電動勢方向基本一致的感生電流。轉(zhuǎn)子的載流導

14、體在定子磁場中受到電磁力的作用 （ 力的方向用左手定則判定） 。電磁力對轉(zhuǎn)子軸產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動轉(zhuǎn)子沿著旋轉(zhuǎn)磁場方向旋轉(zhuǎn)。 通過上述分析可以總結(jié)出電動機工作原理為 : 當電動機的三相定子繞組（ 各相差 120 度電角度 ） ，通入三相交流電后，將產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場，該旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子繞組，從而在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流 （ 轉(zhuǎn)子繞組是閉合通路） ，載流的轉(zhuǎn)子導體在定子旋轉(zhuǎn)磁場作用下將產(chǎn)生電磁力，從而在電機轉(zhuǎn)軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動電動機旋轉(zhuǎn)，并且電機旋轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)磁場方向相同。單相電動機工作原理單相電動機由定子和鼠籠式轉(zhuǎn)子組成，定子上嵌有主繞組和副繞組，主、副繞組在空間上互成 90 度電角度。副繞組

15、串聯(lián)了一個運轉(zhuǎn)電容器后與主繞組并聯(lián)接人電路。當主、副繞組通入單相交流電時，主繞組產(chǎn)生脈動磁場，副繞組在電容器的作用下，產(chǎn)生與主繞組相位超前約 90 度電角度的脈動磁場。這兩個脈動磁場合成一個旋轉(zhuǎn)磁場，推動轉(zhuǎn)子啟動運轉(zhuǎn)。三相異步電動機與步進電動機有何區(qū)別異步電機 （ 感應(yīng)電機 ） 的工作原理是通過定子的旋轉(zhuǎn)磁場在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生感應(yīng)電 流，從而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子中并不直接產(chǎn)生磁場。因此，沒有這個差值，即轉(zhuǎn)差率，就沒有轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速一定是小于同步速的 （轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流） ，也因此叫做異步電機。步進電機是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機構(gòu)。當步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度（ 稱為“步距角” ） ，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到準確定位的目的 ; 同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達到調(diào)速的目的。步進電機可以作為一種控制用的特種電機，利用其沒有積累誤差 （ 精度為100%）的特點，廣泛應(yīng)用于各種開環(huán)控制?，F(xiàn)在比較常用的步進電機包括反應(yīng)式步進電機