單相電機啟動(dòng)和運行原理圖解

起動(dòng)原理：當單相正弦電流通過(guò)定子繞組時(shí)，電機會(huì )產(chǎn)生交變磁場(chǎng)。這種磁場(chǎng)的強度和方向隨時(shí)會(huì )以正弦規律變化，但在空間方位上是固定的，所以也叫交變脈動(dòng)磁場(chǎng)。這種交變脈動(dòng)磁場(chǎng)可以分解為兩個(gè)旋轉相同的磁場(chǎng)。

起動(dòng)原理：當單相正弦電流通過(guò)定子繞組時(shí)，電機會(huì )產(chǎn)生交變磁場(chǎng)。這種磁場(chǎng)的強度和方向隨時(shí)會(huì )以正弦規律變化，但在空間方位上是固定的，所以也叫交變脈動(dòng)磁場(chǎng)。這種交變脈動(dòng)磁場(chǎng)可以分解為兩個(gè)轉速相同、旋轉方向相反的旋轉磁場(chǎng)。當轉子靜止時(shí)，這兩個(gè)旋轉磁場(chǎng)在轉子中產(chǎn)生兩個(gè)大小相等方向相反的轉矩，使合成轉矩為零，所以電機不能旋轉。當我們用外力使電機向某一方向旋轉時(shí)(例如順時(shí)針旋轉)，順時(shí)針旋轉時(shí)轉子與旋轉磁場(chǎng)之間切割磁力線(xiàn)的運動(dòng)變??；轉子和逆時(shí)針?lè )较虻男D磁場(chǎng)之間的切割磁力線(xiàn)的運動(dòng)變大。這樣平衡被打破，轉子產(chǎn)生的總電磁力矩將不再為零，轉子將沿推動(dòng)方向旋轉。

單相電不能產(chǎn)生旋轉磁場(chǎng)。要使單相電機自動(dòng)旋轉，可以在定子上加一個(gè)起動(dòng)繞組，起動(dòng)繞組在空間上與主繞組相隔90度。要串聯(lián)一個(gè)合適的電容，使起動(dòng)繞組和主繞組的相位差為90度，這就是所謂的分相原理。這樣，兩個(gè)在時(shí)間上相差90度的電流流入兩個(gè)在空間上相差90度的繞組，就會(huì )在空間上產(chǎn)生一個(gè)(兩相)旋轉磁場(chǎng)。在這個(gè)旋轉磁場(chǎng)的作用下，轉子可以自己開(kāi)始旋轉。

它有兩個(gè)繞組。一般主繞組直徑較大，有起動(dòng)繞組(輔助繞組)。起動(dòng)繞組與電容器串聯(lián)，電容器的電壓延遲90度。這樣兩組繞組得到不同的磁場(chǎng)，形成旋轉磁場(chǎng)，電機啟動(dòng)。

以分相起動(dòng)型為例。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，如圖1所示，由輔助起動(dòng)繞組起動(dòng)，其起動(dòng)轉矩并不大。運行速度大致保持恒定。主要用于電風(fēng)扇、空調扇電機、洗衣機等電機。

單相電容運轉異步電機工作原理及故障分析

可以看出，對稱(chēng)兩相繞組通過(guò)對稱(chēng)兩相電流產(chǎn)生的旋轉磁勢與三相電機產(chǎn)生的旋轉磁勢相同。它的轉速與電源頻率和電機的極數有關(guān)：即n=2 60f/p，

其中“f”-電源頻率(Hz)

“P”-電機的極數

“n”——磁場(chǎng)的轉速，即電機的同步速度(r/min)

當電機中的磁場(chǎng)以N的速度旋轉時(shí)，旋轉磁場(chǎng)中的轉子線(xiàn)棒會(huì )切割磁力線(xiàn)產(chǎn)生感應電勢和感應電流，感應電流在磁場(chǎng)的作用下產(chǎn)生電磁力和轉矩，以一定的速度N '旋轉。

通常，電機速度n’不等于旋轉磁場(chǎng)速度n.因為當n'=n時(shí)，轉子線(xiàn)棒相對于旋轉磁場(chǎng)是靜止的，所以線(xiàn)棒中不會(huì )產(chǎn)生感應電勢和電流，電機也不會(huì )產(chǎn)生電磁轉矩，電機轉速自然會(huì )降低。由于轉子速度總是低于旋轉磁場(chǎng)速度，這種電機稱(chēng)為“單相異步電機”。

單相異步電動(dòng)機啟動(dòng)方式包括：

(1)全壓直接起動(dòng) 。在電網(wǎng)容量和負載兩方面都允許全壓直接起動(dòng)的情況下，可以考慮采用全壓直接起動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)是操縱控制方便，維護簡(jiǎn)單，而且比較經(jīng)濟。

(2)自耦減壓起動(dòng) 。利用自耦變壓器的多抽頭減壓，既能適應不同負載起動(dòng)的需要，又能得到更大的起動(dòng)轉矩。它的大優(yōu)點(diǎn)是起動(dòng)轉矩較大，當其繞組抽頭在80%處時(shí)，起動(dòng)轉矩可達直接起動(dòng)時(shí)的64%。并且可以通過(guò)抽頭調節起動(dòng)轉矩。至今仍被廣泛應用。

(3)y-起動(dòng) 。對于正常運行的定子繞組為三角形接法的單相異步電動(dòng)機來(lái)說(shuō)，如果在起動(dòng)時(shí)將定子繞組接成星形，待起動(dòng)完畢后再接成三角形，就可以降低起動(dòng)電流，減輕它對電網(wǎng)的沖擊。這樣的起動(dòng)方式稱(chēng)為星三角減壓起動(dòng)，或簡(jiǎn)稱(chēng)為星三角起動(dòng)(y-起動(dòng))。采用星三角起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流只是原來(lái)按三角形接法直接起動(dòng)時(shí)的1/3。在星三角起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流才2—2.3倍。這就是說(shuō)采用星三角起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)轉矩也降為原來(lái)按三角形接法直接起動(dòng)時(shí)的1/3。適用于無(wú)載或者輕載起動(dòng)的場(chǎng)合。并且同任何別的減壓起動(dòng)器相比較，其結構簡(jiǎn)單，價(jià)格也便宜。