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

第三章

單相異步電動機第五節(jié)：單相異步電動機的調(diào)速及反轉(zhuǎn)

目錄單相異步電動機的調(diào)速01單相異步電動機的反轉(zhuǎn)02目錄Content儀用互感器一、單相異步電動機的調(diào)速單相異步電動機的調(diào)速原理與三相異步電動機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)等來達到調(diào)速目的，目前最常見的是在通風機負載上采用的改變電源電壓調(diào)速。調(diào)壓調(diào)速有兩個特點：一是電源電壓只能從額定電壓往下調(diào)，因此電動機的轉(zhuǎn)速也只能從額定轉(zhuǎn)速往低調(diào)；二是因為異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩與電源電壓的平方成正比，因此電壓降低時，電動機的轉(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)速下降而下降的負載(稱為通風機負載),如電風扇、鼓風機等。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，是目前應用最廣的一種電風扇調(diào)速裝置。晶閘管無級調(diào)速是用改變晶閘管導通角α的方法來改變電動機端電壓u的波形，從而改變端電壓u的有效值，達到調(diào)速的目的。一、單相異步電動機的調(diào)速當導通角α=180°時，電動機端電壓波形為正弦波，即晶閘管全導通。當α<180°時，電動機端電壓波形如圖3-19中實線部分所示，即晶閘管非全導通，電壓u的有效值減小，α越小，電壓值越小，則電動機轉(zhuǎn)速越低。由于此時的電壓波形不連續(xù)，且波形很差，因此電動機噪聲大，甚至有明顯抖動，并帶來干擾，這些現(xiàn)象一般在電風扇微風或低風速時出現(xiàn)。一、單相異步電動機的調(diào)速圖3-20為電風扇用晶閘管無級調(diào)速電路，它主要由主電路和觸發(fā)電路兩部分構成，主電路是由風扇電容電動機和雙向晶閘管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保護電路，是利用電容器兩端電壓瞬時不能突變的原理，起到晶閘管關斷過電壓的保護作用。接通電源后，電容C?充電，當電容C?兩端電壓的峰值達到氖管HL的阻斷電壓時，HL亮，雙向晶閘管VT被觸發(fā)導通，電風扇轉(zhuǎn)動。改變電位器Rp的大小，即改變了C?的時間常數(shù)，使VT的導通角發(fā)生變化，也就改變了電動機兩端的電壓，因此電風扇的轉(zhuǎn)速改變。由于Rp是無級變化的，因此，電風扇的轉(zhuǎn)速也是無級變化的。一、單相異步電動機的調(diào)速2.串電抗器調(diào)速電抗器為一個帶抽頭的鐵芯電感線圈，串聯(lián)在單相電動機電路中起降壓作用，通過調(diào)節(jié)抽頭使電壓降不同，從而使電動機獲得不同的轉(zhuǎn)速，如圖3-21所示。當開關SA在1擋時電動機轉(zhuǎn)速最高，在5擋時轉(zhuǎn)速最低。開關SA有旋鈕開關和琴鍵開關兩種，這種調(diào)速方法接線方便、結構簡單、維修方便，常用于簡易的家用電器(如臺式電風扇、吊式電風扇)中；缺點是電抗器本身消耗一定的功率，且電動機在低速擋啟動性能較差。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、單相異步電動機的調(diào)速3.自耦變壓器調(diào)速加在單相異步電動機上電壓的調(diào)節(jié)可通過自耦變壓器來實現(xiàn)，如圖3-22所示。圖3-22(a)所示電路在調(diào)速時使整臺電動機降壓運行，因此在低速擋時啟動性能較差。圖3-22(b)所示電路在調(diào)速時僅使工作繞組降壓運行，所以它的低速擋啟動性能較好，但接線較復雜。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機電路中，也可調(diào)節(jié)電動機的轉(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，相應的電壓降也小，電動機轉(zhuǎn)速就高；反之、電容量越小，容抗就越大，電動機轉(zhuǎn)速就低。圖3-23為具有三擋速度的風扇串電容器調(diào)速電路，圖中電阻R?及R?為泄放電阻，在斷電時將電容器中的電能泄放掉。一、單相異步電動機的調(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機定子鐵芯上再嵌放一個調(diào)速繞組(又稱中間繞組),它與工作繞組及啟動繞組連接后引出幾個抽頭，如圖3-24所示。中間繞組起調(diào)節(jié)電動機轉(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，其缺點是使電動機嵌線比較困難，引出線頭較多，接線也較復雜。一、單相異步電動機的調(diào)速6.PTC元件調(diào)速(電風扇微風擋電路)與圖3-11中用PTC元件啟動單相異步電動機的原理相仿，在需要微風擋的電風扇中，常采用PTC元件調(diào)速的微擋風電路。所謂微風是指電動機轉(zhuǎn)速在500r/min以下送出的風，此時若采用普通的調(diào)速方法，電風扇在這樣的低轉(zhuǎn)速下是不能啟動的，要實現(xiàn)電風扇的微風運轉(zhuǎn)，首先要解決低轉(zhuǎn)速下的啟動問題。簡單的辦法就是利用PTC元件的特性來解決這一問題。一、單相異步電動機的調(diào)速1.串電抗調(diào)速與電動機定子繞組串聯(lián)，在電抗上產(chǎn)生電壓降罩極電動機串電抗器調(diào)速電路圖電容電動機帶有指示燈串電抗器調(diào)速的電路特點：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，電動機的輸出轉(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.電動機繞組抽頭調(diào)速工作繞組起動繞組中間繞組L型接法T型接法二、單相異步電動機的反轉(zhuǎn)以洗衣