單相和兩相異步電動機

單相異步電動機的用途、裝置和工作原理

單相感應電動機是低功率機器，在設計上類似於類似的三相鼠籠式電動機。

單相異步電動機在定子排列上不同於三相電動機，其中兩相繞組位於磁路的凹槽中，由相面積為120 el的主相或工作相組成。冰雹並導致標記為 C1 和 C2 的端子，以及相面積為 60 el 的輔助或起始相。冰雹並通向標有 B1 和 B2 的終端（圖 1）。

這些繞組相的磁軸彼此偏移 0 = 90 el 角。冰雹。連接到交流電壓網絡的工作相不會導致轉子旋轉，因為其電流會激發具有固定對稱軸的交變磁場，其特徵是磁感應隨時間呈諧波變化。

米。 1.單相鼠籠型轉子感應電動機電路圖。

這個場可以用兩個分量來表示——正序和反序的相同圓形磁場，隨著磁感應旋轉，以相同的速度在相反的方向旋轉。然而，當轉子在所需方向上預加速時，它會在工作階段打開時繼續沿相同方向旋轉。

出於這個原因，單相電機的啟動首先通過按下啟動按鈕來加速轉子，從而在定子繞組的兩相中激發電流，其相移量取決於定子繞組的參數移相裝置 Z，以電阻器、電感器或電容器的形式製成，以及包括定子繞組的工作和啟動階段的電路元件。這些電流在氣隙中產生磁感應的機器中產生旋轉磁場，該磁場在最大值和最小值內週期性地單調變化，其矢量的末端描繪一個橢圓。

它。橢圓旋轉磁場檢測短路轉子繞組導線中的電動勢和電流，它們與該磁場相互作用，確保單相電機轉子在磁場旋轉方向上的加速度，並且它在幾秒鐘內幾乎達到標稱速度。

釋放啟動按鈕將電動機從兩相模式轉換為單相模式，該模式還得到交變磁場的相應分量的支持，在其旋轉過程中，由於打滑，交變磁場略微領先於旋轉的轉子。

單相異步電動機的定子繞組的啟動相從電網及時斷開是必要的，因為它的設計提供了一個短期的操作模式——通常最多 3 秒，這不包括它的長時間停留由於不可接受的過熱、絕緣燃燒和損壞而在負載下。

提高單相異步電動機運行的可靠性是通過在機殼中嵌入一個帶有中斷觸點的離心開關連接到標記為 VT 和 B2 的端子，以及一個具有類似觸點的熱繼電器，該觸點具有標記為 PT 和 C1 的端子（圖 2，三、四）。

離心開關在轉子達到接近額定轉速時自動斷開與B1、B2端子相連的定子繞組的啟動相，當加熱時熱繼電器將定子繞組的兩相與市電斷開。更高的允許。

通過切換啟動按鈕並重新佈置電動機端子上的金屬板啟動時，通過改變定子繞組一相中的電流方向來實現轉子旋轉方向的反轉（圖 1）。 2，a，b）或僅通過重新排列兩個相似的板（圖 2，c，d）。

米。 2.單相鼠鼠轉子定子繞組各相端子的標記及其轉子旋轉接線：a、c——右，b、d——左。

單相和三相異步電動機的技術特性比較

單相異步電動機不同於額定功率相近的三相電動機，其初始轉矩係數kn = МХ / Mnom 減小，初始電流係數ki = Mi / Mnom增大，這是針對單相電動機的初始相位增加直流電阻和降低工作相電感的定子繞組的重要參數是 kn — 1.0 — 1.5 和 ki = 5 — 9。

單相異步電動機的啟動特性比三相異步電動機差，這是因為單相電機啟動時會激起一個橢圓形的旋轉磁場，定子繞組的初始相位等於兩相。不均勻的圓形旋轉磁場 - 直接和反之亦然，會產生製動效果。

通過選擇定子繞組工作相和啟動相電路元件的參數，可以確保在啟動時激發圓形旋轉磁場，這可以通過製作移相元件來實現以具有合適容量的電容器的形式。

由於轉子的加速引起電機電路參數的變化，旋轉磁場由圓形變為橢圓形，從而降低電機的啟動特性。因此，在大約 0.8 額定速度下，手動或自動關閉電動機定子繞組的啟動相，結果電動機切換到單相運行。

帶有啟動電容的單相異步電動機，其初始啟動轉矩的倍數kp=1.7—2.4，初始啟動電流的倍數ki=3—5。

兩相異步電動機

在兩相異步電動機中，定子繞組的兩相具有 90 el 的相位面積。問候是工人。它們位於定子磁路的凹槽中，因此它們的磁軸形成 90 el 角。冰雹。定子繞組的這些相不僅在匝數上彼此不同，而且在額定電壓和電流上也不同，儘管它們的總功率在電動機的額定模式下是相同的。

在定子繞組的一相中有一個永久電容器 Cp（圖 3，a），它在電機的標稱模式條件下提供圓形旋轉磁場的激勵。該電容器的容量由以下公式確定：

° Cp = I1sinφ1 / 2πfUn2

其中I1和φ1-分別為圓形旋轉磁場中不帶電容的定子繞組相電路電壓和電流之間的電流和相移，I和ti——交流電的頻率和電源的電壓network, respectively, n- transformation coefficient — 定子繞組相的有效匝數之比，分別有和沒有電容器，由以下公式確定

n = kvol2 w2 / ktom 1 w1

式中коб2和коб1——定子繞組相應相繞組係數與匝數w2和w1的關係。

在市電電壓U以上具有圓形旋轉磁場的兩相感應電動機的繞組相串聯的電容器端電壓Uc由下式確定：

Uc = U √1 + n2

向標稱電機負載以外的電機負載的轉變伴隨著旋轉磁場的變化，旋轉磁場從圓形變為橢圓形。這會使發動機的工作性能惡化，並且在啟動時會降低初始 啟動扭矩 到 MP <0.3Mnom，限制永久連接的電容式電機僅在具有溫和啟動條件的安裝中使用。

為增加起動力矩，啟動電容Cn與工作電容Cp並聯（圖3，b），其容量遠大於工作電容的容量，取決於初始啟動的設置扭矩，可以增加到兩個或更多。

米。 3. 帶鼠籠式轉子的兩相異步電動機的接通方案： a — 使用永久連接的電容器， b — 使用運行和啟動電容器。

轉子加速到0.6～0.7倍額定啟動電容的轉速後，將其關斷，以免圓形旋轉磁場轉變為橢圓形磁場，使電機運行惡化。

此類電容式電動機的啟動方式由以下參數表徵：kn = 1.7 — 2.4 和 ki = 4 — 6。

與單相電機相比，電容電機具有更好的能量特性，在定子繞組上帶有初始面紗，並且由於使用電容器，它們的功率因數高於相同功率的三相電機。

通用異步電動機

自動控制裝置使用通用異步電動機——小功率三相電機，連接到三相或單相網絡。當由單相網絡供電時，電機的啟動和運行特性比在三相模式下使用時稍差。

UAD 系列的通用異步電機採用兩極和四極生產，三相模式下的額定功率為 1.5 至 70 W，單相模式下為 1 至 55 W，並採用交流電運行頻率為 50 Hz 且效率 η= 0.09 — 0.65 的電壓網絡。

帶陰影或陰影極的單相異步電動機

在具有分裂極或陰影極的單相感應電動機中，每個極被一個深槽分成兩個不相等的部分，並帶有一個覆蓋整個極磁路的單相繞組和位於其較小部分的短路匝。

這些電機的轉子有一個短路繞組。定子繞組包含正弦電壓伴隨著其中電流的建立和具有固定對稱軸的交變磁場的激勵，其在短路環路中感應出相應的電動勢和電流。

在短路電流的作用下，相應的m.d.s激發磁場，阻止屏蔽頻繁極主磁場的增強和減弱。磁極屏蔽部分和未屏蔽部分的磁場在時間上異相，並在空間上發生偏移，形成橢圓旋轉磁場，該磁場從磁極未屏蔽部分的磁軸到磁軸的方向移動它的屏蔽部分。

該磁場與轉子繞組中感應電流的相互作用導致出現初始扭矩 Mn = (0.2 — 0.6) Mnom 和轉子加速至額定速度，如果施加到電機軸的製動力矩不應該超過啟動轉矩。

為提高異極或罩極單相異步電動機的初始起動轉矩和最大轉矩，在其極間放置鋼板分流器，使旋轉磁場更接近於圓形。

罩極電動機是不可逆裝置，允許頻繁啟動、突然停止並且可以長時間延遲。它們採用 0.5 至 30 W 的二極和四極額定功率製成，並採用高達 300 W 的改進設計，適用於頻率為 50 Hz、效率為 ηnom = 0.20 — 0.40 的交流電壓網絡。
另請閱讀： Selsyns：目的、裝置、作用原理