單相罩極式電機

單相罩極式電機為了獲得起動轉矩，在槽中放置銅環(huán)或短路線圈，稱為罩極線圈。罩極線圈的作用是使一個原來沒有旋轉性質的磁場變成為一個在極面上從未罩部分向被罩部分連續(xù)移動的磁場，因而具有旋轉性質。罩極電機是不能反轉的。罩極式單相電機的工作原理定子通入電流以后，部分磁通穿過短路環(huán)，并在其中產(chǎn)生感應電流。短路環(huán)中的電流阻礙磁通的變化，致使有短路環(huán)部分和沒有短路環(huán)部分產(chǎn)生的磁通有了相位差，從而形成旋轉磁場，使轉子轉起來。上圖中電機的轉動方向：瞬時針旋轉。因為沒有短路環(huán)部分的磁通比有短路環(huán)部分的磁通領先。上圖中電機的轉動方向：瞬時針旋轉。因為沒有短路環(huán)部分的磁通比有短路環(huán)部分的磁通領先。罩極電機磁通分析電機的轉向為AC，方向不能改變；如要改變方向，只能改變罩極的位置或將轉子旋轉180度。

電容分相式起動工作原理啟動時開關K閉合，使兩繞組電流I1,I2相位差約為90°，從而產(chǎn)生旋轉磁場，電機轉起來；轉動正常以后離心開關被甩開，啟動繞組被切斷。單相異步電機的使用單相異步電動機功率小，主要制成小型電機。它的應用非常廣泛，如家用電器（洗衣機、電冰箱、電風扇）電動工具（如手電鉆）、醫(yī)用器械、自動化儀表等。++++++++++++++++++++++++++++++++單相異步電動機定義：采用單相交流電源的異步電動機稱為單相異步電動機。結構：定子一一單相繞組，轉子一一籠型轉子。原理：當單相定子繞組中通入單相交流電，在定子內會產(chǎn)生一個大小隨時間按正弦規(guī)律變化而空間位置不動的脈動磁場。分析表明，此交變脈動磁場可分解成兩個轉向相反的旋轉磁場，因而在電動機靜止時正反兩個轉矩相等，即：起動轉矩為零，不能自行起動。分類：電容分相式和罩極式兩種。電容分相式結構示意圖其中轉子為籠型轉子，定子上有工作繞組A和起動繞組B，這兩個繞組在空間位置上相差90°。起動繞組串接電容器C后與工作繞組并聯(lián)接入電源。在同一單相電源作用下，選擇適當?shù)碾娙萜魅萘?，使工作繞組和起動繞組的電流在相位上近于相差90°，這就是分相。電容分相式異步電動機1.電容分相式單相異步電動機引出：為使單相異步電動機能自行起動，必須使轉子在起動時能產(chǎn)生一定的起動轉矩。兩相電流兩相磁場

兩相電流兩相磁場原理：采用分相法產(chǎn)生起動轉矩。結論：具有90°相位差的兩個電流通過空間位置相差90°的兩相繞組時，產(chǎn)生的合成磁場為旋轉磁場?；\型轉子在旋轉磁場的作用下產(chǎn)生電磁轉矩而旋轉。在接近額定轉速時，切斷起動繞組；或者運行時不斷開起動繞組以提高功率因數(shù)和增大轉矩。改變電容C的串聯(lián)位置，可使單相異步電動機反轉。2.罩極式單相異步電動機結構：如下左圖所示，單相繞組繞在磁極上，在磁極的約1/3部分套一短路銅環(huán)。罩極式單相異步電動機的結構圖特點：結構簡單，工作可靠，起動轉矩較小。適應：風扇、吹風機等。罩極式電動機例題.下圖是一種家用電扇的調速電路，試說明其工作原理。采用電抗器降壓的電扇調速電路該電扇采用電容分相式異步電動機拖動，電路中串入具有抽頭的電抗器，當轉速開關S處于不同位置時，電抗器的電壓降不同，使電動機端電壓改變而實現(xiàn)有級調速三相異步電動機在電源斷掉一根線時，就成為單相電動機運行。在起動時斷了一線，因起動轉矩為零而不能起動，只能聽到嗡嗡聲，這時電流很大，時間長了，就將電動機燒壞。如果在運行中斷了一線，則電動機仍將繼續(xù)轉動。若此

時還帶動額定負載，則勢必超過額定電流。時間一長，也會使電動機燒壞。+++++++++++++++單相異步電動機的接線方法一、 單相異步電動機的分類單相異步電動機按其結構可分為罩極式和分相式兩種。罩極式電機又分為凸極式和隱極式。分相式按啟動方式分為電阻啟動式、電容啟動式、電容運行式、雙值電容式等四種。結構的不同導致其接線的不同。對罩極式電機來說，其繞組有兩組，一組為主繞組，即運行繞組；另一組為副繞組即啟動繞組，也就是短路環(huán)，其導線粗、匝數(shù)少（只有1匝或幾匝）。在分相式電機中，主副繞組有的對稱，有的不對稱。在這種電機中，容量大的不對稱，而容量小的對稱。在對稱式中，接線靈活，主副繞組分別引出。不對稱式的接線需注意主、副繞組的出線。二、 單相電機的接線規(guī)律轉向固定式這種電機在正常工作時，電機轉向只有一種，如鼓風機、潛水泵、粉碎機等，接線秘訣是：單相有罩和分相，引出線端看轉向，分相由副轉向主，罩極由主轉向副。（1）罩極式主境組啟動組主境組啟動組罩極式電機不管是凸極式還是隱極式，其接線規(guī)律都符合“罩極由主轉向副”，比如40W鼓風機，12槽2極，屬分散式繞組，為隱極式結構，其端部接線如上圖所示，主繞組為1進4出，10進7出，即首進尾出、尾進首出，采用了尾接尾的反串法；副繞組各自形成短路環(huán)，只有2匝。圖中AB為主繞組中性線，CD為副繞組中性線，這樣接線的結果，轉向總是由主繞組中性線向副繞組中性線旋轉，從紙面（接線端）看進去，電機以順時針旋轉。凸極式罩極電動機的結構凸極式罩極電動機的結構如圖所示。凸極式罩極電動機的結構如圖所示。1、鐵心，2、短路銅環(huán)，3、工作繞組，4、外殼，5、轉子它主要由定子和轉子兩部分組成。它的定子由硅鋼片疊成凸極式磁極，在每個磁極上繞制一個工作繞組（也叫主繞組），這些工作繞組串聯(lián)后，首尾端引出，通以單相交流電。另外，在磁極極掌的小槽內嵌放一個短路線圈，罩住1/2?1/3的極掌，該線圈接成短路。有的罩極電動機用的是銅環(huán)，也叫短路銅環(huán)。它的轉子采用鼠籠式轉子，轉子槽數(shù)不大于1.7倍的定子槽數(shù)。?隱極式罩極電動機的結構極式罩極電動機的結構如圖所示。它主要由定子與轉子兩部分組成。轉子結構與凸極式罩極電動機相同。它的定子是由圓形硅鋼片疊成。其定子槽均勻分布，內嵌放工作繞組和短路繞組，工作繞組匝數(shù)很多，分散嵌放在槽的底層，使定子中形成兩對磁極。1、短路繞組，2、工作繞組（20槽），3、轉子，4、定子鐵心短路繞組匝數(shù)較少，線徑用e1.5mm漆包線，嵌放在部分槽的上層，接成短路。短路繞組嵌放的空間位置使線圈中的電流相位滯后工作繞組電流相位45度? 罩極電動機產(chǎn)生旋轉磁場的原理如圖所示根據(jù)法拉第電磁感應定律，當定子線圈通以單相正弦交流電i=Im?sin（3t）時，在短路銅環(huán)內應就會產(chǎn)生一個感應電流ik，ik也是正弦交流電，它滯后電流i90°相位角，即ik=Ikm?sin（?t-90°）電流i和ik在磁極中，都要產(chǎn)生各自按正弦規(guī)律變化的脈動磁場。在電流的oa段，由于電流i的變化率較大，感生電流ik的幅值也大。因此，在磁極未罩部分主要呈現(xiàn)電流i的磁通祖1。在罩極部分的磁通，應該是電流i和ik各自產(chǎn)生的磁通祖2和ek互相抵消。通過罩極部分的合成磁通祖大大小于祖1。所以，從極掌上來看，磁通主要集中在極掌的未罩部分。對轉子來說，則相當于左上邊是N極，右下邊是S極。當電流i變化到ab段，由于電流變化率小，短路銅環(huán)上的感生電流ik也小，它所產(chǎn)生的磁通ek很少，所以極掌上的磁通主要是祖1和祖2,分布比較均勻，這就相當于磁場中心向右轉動了一個角度。對轉子來說，相當于正上面是N極，正下面是S極，磁場旋轉近90°角。當i電流變化到bc段，電流的變化率增大，它隨時間的增加而減少，磁通e1和e2很快減少。此時，短路銅環(huán)中的感應電流ik增大，且方向與i相同，其磁通ek增大，且方向與e2相同，因此磁場被罩部分的磁通密度增加，未罩部分磁通密度減少。對轉子來說，相當于右上邊是n極，左下邊是s極。電流在ac段變化了半個周期，磁極旋轉了接近180°角，由上可見，定子磁場由未罩部分向罩極部分旋轉。同理，在電流i的負半周，定子磁場也由左向右移動，也是由未罩部分向罩極部分轉動。只是磁力線的方向相反，從而獲得旋轉磁場。（2）分相式這種電機有4組（或8組）線，兩組（或四組）為主繞組，兩組（或四組）為副繞組，其中性線互成90°（2極）或45°（4極），接線方法有以下兩種：1）主副繞組對稱在電機接線時，主副繞組之首各引出一根線，線尾共接一根引出線，作為公共線（零線）。在進行線路接線時，將公共線接電源的任意一根導線，U1與Z1之間接電容器，然后插上電源插頭，將另一根導線觸碰電容器的任意一端，直到轉向與實際要求一致為止，然后拔下電源插頭，將導線包好即可，如左圖。2）繞組不對稱這種電機一般容量較大，從幾百瓦到幾千瓦不等，如水泵、砂輪機、粉碎機、壓粉機、壓面機等，均為電容運行式或電容啟動式，主繞組線經(jīng)粗，匝數(shù)少；副繞組線經(jīng)細，匝數(shù)多。比如一臺型號為fL100L-4型電動機，它為雙值電容式電動機，U1-U2為主繞組，Z1-Z2為副繞組，接線時，將U2和Z2相連為公共引出線（零線），那么根據(jù)口訣，他的轉向為“分相由副轉向主”。即從Z1轉向U1，轉向為順時針，U1-U2為主繞組，Z1-Z2為副繞組，接線時將U2和Z2相連為公共引出線（零線），那么根據(jù)口訣，“分相由副轉向主”，則從Z1轉向U1，轉向為逆時針?？傊?，接線時以主繞組首為中心，若副繞組首在主之右，轉向為順時針，若在左則轉向為逆時針。轉向可逆式這種電機多用在正反轉頻繁交替的場合，如洗衣機、換氣扇、木工刨床等。主副繞組對稱的如洗衣機、換氣扇等，用定時器進行控制；主副繞組不對稱的如木工刨床、小型臺鉆等利用倒順開關可實現(xiàn)電動機的正反轉控制。（1） 正轉電流分析正轉接線如上圖所示。主繞組：電源火一主繞組首（U1）—主繞組尾（U2）一電源零線副繞組：電源火一離心開關（V1）—離心開關（V2）一啟動電容一副繞組首（Z1）—副繞組尾（Z2）一電源零線電流規(guī)律：主繞組，“首”進“尾”出；副繞組，“首”進“尾”出。（2） 反轉電流分析反轉接線如下圖所示。主繞組：電源火一主繞組首（U1）—主繞組尾（U2）一電源零線。副繞組：電源火一副繞組尾（Z2）—副繞組首（Z1）—啟動電容。離心開關（V2）—離心開關（V1）—電源零線。電流規(guī)律：主繞組，“首”進“尾”出，副繞組，“尾”進“首”出。停止狀態(tài)時，電流不能進入倒順開關，電動機無電，電動機停轉。總之，單相異步電動機在實際生產(chǎn)生活中因負載情況不同，接線方法應有多種，但只要掌握了其接線規(guī)律，就會運用自如，大大提高工作效率。++++++++++++++++罩極電機罩極式電動機是單相交流電動機中最簡單的一種，通常采用籠型斜槽鑄鋁轉子。它根據(jù)定子外形結構的不同，又分為凸極式罩極電動機和隱極式罩極電動機。凸極式罩極凸極式罩極電動機的定子鐵心外形為方形、矩形或圓形的磁場框架，磁極凸出，每個磁極上均有1個或多個起輔助作用的短路銅環(huán)，即罩極繞組。凸極磁極上的集中繞組作為主繞組。隱極式罩極隱極式罩極電動機的定子鐵心與普通單相電動機的鐵心相同，其定子繞組采用分布繞組，主繞組分布于定子槽內，罩

極繞組不用短路銅環(huán)，而是用較粗的漆包線繞成分布繞組（串聯(lián)后自行短路）嵌裝在定子槽中（約為總槽數(shù)的1/3）,起輔助組的作用。主繞組與罩極繞組在空間相距一定的角度。當罩極電動機的主繞組通電后，罩極繞組也會產(chǎn)生感應電流，使定子磁極被罩極繞組罩住部分的磁通與未罩部分向被罩部分的方向旋轉。電動機繞組漆包線的計算在修理電機過程中，維修員會遇到手頭沒有所修電機線徑的導線。遇此情況，只有變通使用，計算代用線徑進行修理。代用原則是保障定子繞組的電流密度不變。計算公式：ji-i.t/anS :式(1)I』-電流密度(A/mnr);I樹-相電流；a-并聯(lián)支路數(shù)；“-并聯(lián)根編船S一導繃酸而秘根據(jù)公式(1)的變通計算方法介紹如下，供讀者參考。一、 改變導線并聯(lián)根數(shù)選取導線線徑從式(1)中可知，若電機接法(角形接法或星形接法)不變，相電流I相不變，電流密度j1不變，并聯(lián)支路數(shù)a不變，只有改變并聯(lián)根數(shù)n，使新繞組并聯(lián)根數(shù)n2和導線截面積s2的乘積與原繞組導線的截面積si和并聯(lián)根數(shù)n，的乘積相等。寫成公式：nI,SI二W& 、式(2)導線并聯(lián)根數(shù)；原繞組導線截而積；■廠新繞組導線并聯(lián)根數(shù);私-新統(tǒng)組導線截面積I因為S=(174代入公式⑵得&=V邸熟-或汽浮為聲箏〕例：一臺Y100L2-4型3kW電機.線徑為1.18mrn,1路，一根導線，31匝，Y接法，現(xiàn)改一路二根并繞Y接法。已知iii=ln^=2級，徑d|—1.18tnni代人公式⑶得線徑&=Vn^nTd}- =1.1S-1.4142=?？?mm 皿政*t■蝦朝礎取二根直徑為0.83mm的導線并聯(lián)代替原單根直徑為1.18mm的導線。當然，也可按照導線的截面積不變這一原則選配。通過計算或查資料可知：祖1.18mm導線的截面積是1.094mm2，e0.83mm導線的截面積是0.541mm2，二根并聯(lián)截面積之和是1.082mm2，e0.80mm導線的截面積是0.503mm2，巧0.86mm導線的截面積是0.581mm2，二根并聯(lián)后的截面積之和是1.084mm2，均非常接近1.094mm2，所以可用兩根中0.83mm線并聯(lián)，或者用一根＜^0.80mm線和一根＜^0.86mm線并聯(lián)代替中1.18線。二、 改變導線并聯(lián)支路數(shù)選取導線線徑從式(1)可知，若電機接法不變，相電流1祖不變，電流密度J1不變，并聯(lián)根數(shù)n不變，則只有改變并聯(lián)支路數(shù)a，使新繞組并聯(lián)支路數(shù)a2和導線截面積S2的乘積，與原繞組導線截面積S1和并聯(lián)支路數(shù)a1的乘積相等，寫成a1S1=a2S2將S=(1/4JTrdJ代入中得：aj*(1/4)7rd；FL(1/4)nd」.化簡后得：電―嬲d：=*應WWTF呢"al一原繞組并聯(lián)支路數(shù)；dl一原繞組導線線徑；a2一新繞組并聯(lián)支路數(shù)；d2一新繞組導線線徑。由于電機每相繞組線圈個數(shù)不能變，每條支路的電壓沒有變，新繞組并聯(lián)支路數(shù)增加a倍，那么，繞組線圈每條支路線圈個數(shù)必定只有原個數(shù)的1/a。又因為每條支路串聯(lián)匝數(shù)因電壓變化而變化(成正比關系變化)，所以支路線圈匝數(shù)也隨著增加a倍，寫成公式：N2=(a2/a1)N1——公式(5)N1-舊繞組線圈匝數(shù)；N2-新繞組線圈匝數(shù)。例：一臺Y112M-4型4kW電機，△接法，線徑為1.06mm.46匝，1路?，F(xiàn)改為二路△接法代替一路繞組。已知a1=1，a2=2，d1=1.06mm，N1=46(匝)，分別代人公式(4)、公式(5)得：氏=7。/口24= /2K1.06=0.75(nini)N2=(a/a1)Nl電電群：;:用直徑0.75mm導線2路并聯(lián)三角形接法，每個線圈繞92匝，代替原單根直徑為1.06mm導線，46匝，一路三角形連接。三、改變電機接法電機線圈有三角形(△)和星形(Y)接法之分，如下左圖、下右所示。1.原繞組星形接法改為三角形接法U t/V3)u眺?【和=i蛾；在三角形接法中.在星形接法中,?'F一:喝.頃螂姬一5蜘5 若把星形接法改為三角形接法，線圈臭組種心王增加到原統(tǒng)圓的if信，副-村」電矚則濾少到原級圈的1/V3J山丁-電流密度j不變.并聯(lián)根數(shù)山不變,并廈也路由不曳，由公式(】加知;新宰i矗j潮s-減少到原線圈導線箴曲棋1紫箱E1板h艄冊每支路串聯(lián)匝數(shù)隨線圈電壓變化成正比例關系變化，所以新線圈的匝數(shù)N2是舊線圈I的vT俺寫出公式：滬"E炫河磁加0)9=丫零用爨槳舞^沖例：一臺Y90L2-2型2.2kW電機，1路Y接法，線徑為0.95mm，58匝，現(xiàn)將其改為一路△接法。已知d1=0.95mm，N1=58匝(60.95mm導線的橫截面積S1是0.7084mm2)代人式(6)得S>=(l/V3)8.-0.7084-1.732=0.409(mm2\d2=V4S7ir=V?而而9二3.M=(X721Sinin；代人式(7)得到Z產(chǎn)\/3,舞歹L73豚ss=h)(>([rti) 哪鯽物警f括禰闕'g崎即取直徑為0.72mm的漆包線即可繞制100匝一路三角形接法。2、三角形接法改星形接法三角形接法改星形接法和星形接法改為三角形接法計算方法正相反?！鹘臃ǜ腨/："：?"■-'「’?泠一'、'【"、.：「「’、上。若并聯(lián)根數(shù)、并聯(lián)支路數(shù)不變，保證電密度不變,導線截面積增加至偵宇倍，線圈匝數(shù)減雪至原線圈的(1)倍聲出卷式：&二\/3甘——公式⑴流 ：；‘.；"，上一乎"一例：Y132S-4型5.5kW電機，線徑0.93mmx2根，47匝，一路三角形接法，現(xiàn)改為1路星形接法。已知，N1=47匝，導線的截面積S1=2x(1/4)x3.14x(0.93)2=1.358mm2,將Sl代人公式(8)，得圣.："；3一"3.一’ =2.352mm2選3根61.0mm導線，截面積是2.355mm2將N1代人公式⑼Z ‘*比二一"L—W斤一改后取3根61.0mm導線繞27匝一路星形繞制。在實際使用時應活學活用，靈活掌握，舉一反三進行維修，在上例中，也可改為二根60,93mm導線，

94匝三角形接法；還可以改為1根60.83mm和1根60.90mm導線并聯(lián)54匝，二路星形接法；或二根中0.86mm導線54匝，二路星形接法；還能改為1根中0.86mm導線108匝，四路星形接法。+++++++++++++++單相異步電動機工作原理單相異步電機是指用單相交流電源（AC220V）供電的小功率單相異步電機，它的功率設計的都是比較小，小于2KW。機座接線單相異步電劫