第三章 单相串励电动机

第三章第三章单相串励电动机单相串励电动机第一节第一节单相串励电动机的结构和运转原理单相串励电动机的结构和运转原理第二节第二节单相串励电动机的运行特性单相串励电动机的运行特性 本章小结本章小结 第三节第三节单相串励电动机的反转和调速单相串励电动机的反转和调速 第一节第一节单相串励电动机的结构和运转原理单相串励电动机的结构和运转原理一、单相串励电动机的基本结构一、单相串励电动机的基本结构二、单相串励电动机的运转原理二、单相串励电动机的运转原理 第一节第一节直流电动机的工作原理直流电动机的工作原理一、单相串励电动机的基本结构一、单相串励电动机的基本结构单相串励电动机属于直流电动机的一种，既可使用直流电源又可使单相串励电动机属于直流电动机的一种，既可使用直流电源又可使用交流电源。单相串励电动机具有起动转矩大、过载能力强、转速高、用交流电源。单相串励电动机具有起动转矩大、过载能力强、转速高、体积小、重量轻等优点。广泛应用于各种电动工具和日用电器中，在一体积小、重量轻等优点。广泛应用于各种电动工具和日用电器中，在一些小型机床、医疗器械中也有使用。些小型机床、医疗器械中也有使用。第一节第一节直流电动机的工作原理直流电动机的工作原理一、单相串励电动机的基本结构一、单相串励电动机的基本结构单相串励电动机的结构如图所示单相串励电动机的结构如图所示。定子：凸极形状的硅钢片叠压而定子：凸极形状的硅钢片叠压而成，嵌有励磁绕组。成，嵌有励磁绕组。励磁绕组与电枢绕组的串联方式励磁绕组与电枢绕组的串联方式两种：电枢绕组串接在两个励磁绕组两种：电枢绕组串接在两个励磁绕组中间，如下图中间，如下图 a 所示。所示。另一种，两个励磁绕组串联后与另一种，两个励磁绕组串联后与电枢绕组串联。如下图电枢绕组串联。如下图 b 所示所示二种方法原理相同：两个励磁绕二种方法原理相同：两个励磁绕组所形成的磁极性必须相反。组所形成的磁极性必须相反。第一节第一节直流电动机的工作原理直流电动机的工作原理二、单相串励电动机的运转原理二、单相串励电动机的运转原理从从直直流流电电动动机机的的反反转转原原理理中中可可知知道道，只只要要励励磁磁绕绕组组和和电电枢枢绕绕组组其其中中之之一一改改变变电电流流方方向向，就就能能使使电电动动机机反反转转；但但如如果果两两个个绕绕组组的的电电流流同同时时反反向向，则则电电动动机机的的转转向向不不变变。单单相相串串励励电电动动机机的的工工作作原原理理就就是是建建立立在在直直流流串串励励电电动动机机工工作作原原理理基基础础上上的的，当当用用直直流流电电源源供供电电时时，电电动动机机的的工工作作情情况况与与直直流流串串励励电电动动机机相相同同；当当用用交交流流电电源源供供电电时时,电电枢枢电电流流和和励励磁磁电电流流交交变变，所所产产生生的的磁磁通通也也交交变变，但但只只要要磁磁通通 和和电电枢枢电电流流 Ia 同同相相，则则所所产产生生的的电电磁磁转转矩矩总总是是正正值值,即即电电磁磁转转矩矩的的方方向向是是恒恒定定不不变变的的。由由图图可可见见，单单相相串串励励电电动动机机在在交交流流电电源源上上所所产生的电磁转矩平均值产生的电磁转矩平均值 Tcp 等于最大转矩等于最大转矩Tm 的的 1/2。即。即 第二节第二节单相串励电动机的运行特性单相串励电动机的运行特性一、单相串励电动机的机械特性一、单相串励电动机的机械特性二、单相串励电动机的其他主要特性二、单相串励电动机的其他主要特性 无论是使用直流电或是交流电无论是使用直流电或是交流电,单相串励电动机的机械特性都与直流串单相串励电动机的机械特性都与直流串励电动机的机械特性相似励电动机的机械特性相似,都都为为“软软”特性，如图示特性，如图示。因此单相串励电动机因此单相串励电动机不适用于转速要求稳定的场合不适用于转速要求稳定的场合,但在电动工具和诸如吸尘器等日用电器中但在电动工具和诸如吸尘器等日用电器中,这种特性却可以起到自动调整转速的作用这种特性却可以起到自动调整转速的作用。当负载加重时当负载加重时,转速自动降低转速自动降低；当负载变轻时当负载变轻时,转速自动升高转速自动升高。第二节第二节直流电动机的结构和分类直流电动机的结构和分类一、单相串励电动机的机械特性一、单相串励电动机的机械特性 1.起动性能好起动性能好2.转速高，调速方便转速高，调速方便3.不允许空载起动和运行不允许空载起动和运行4.换向性能差换向性能差第二节第二节直流电动机的结构和分类直流电动机的结构和分类二、单相串励电动机的其他主要特性二、单相串励电动机的其他主要特性 第三节第三节单相串励电动机的反转和调速单相串励电动机的反转和调速一、单相串励电动机的反转一、单相串励电动机的反转二、单相串励电动机调速二、单相串励电动机调速 第三节第三节直流电动机的机械特性直流电动机的机械特性一、单相串励电动机的反转一、单相串励电动机的反转 与与串串励励式式直直流流电电动动机机的的原原理理一一样样，只只要要改改变变电电动动机机的的励励磁磁绕绕组组或或者者电电枢枢绕绕组组的的接接线线,就就可可以以改改变变单单相相串串励励电电动动机机的的旋旋转转方方向向。单单相相串串励励电电动动机机的的旋旋转转方方向向如如图图所所示示，当当励励磁磁绕绕组组和和电电枢枢绕绕组组采采用用图图(a)、(b)的的接接法法时时,电电动动机机按按逆逆时时针针方方向向旋旋转转;当当采采用用图图(c)、(d)接接法法时时,电电动动机机按按顺顺时时针针方方向向旋转旋转。第三节第三节直流电动机的机械特性直流电动机的机械特性二、单相串励电动机调速二、单相串励电动机调速 单单相相串串励励电电动动机机具具有有良良好好的的调调速速性性能能，多多用用于于电电动动工工具具和和各各种种小小型型日日用用电电器器中中,这这些些电电器器对对电电动动机机的的调调速速性性能能要要求求不不高高，调调速速范范围围也也不不宽宽(调调速速比比一一般般为为 3:5 5:1)，所所采采用用的的调调速速方方法法也也以以简简单单实实用用为为原原则则，主主要要有有调调压压、调磁和改变电阻三种方法。调磁和改变电阻三种方法。第三节第三节直流电动机的机械特性直流电动机的机械特性二、单相串励电动机调速二、单相串励电动机调速1.调压调速调压调速常用的方法有：常用的方法有：此此外外还还有有采采用用自自耦耦变变压压器器和和串串入入电电抗抗器器等等调调压压调调速速方法方法。（1）电子调速器调速：调整晶闸管导通角，属调压调速。）电子调速器调速：调整晶闸管导通角，属调压调速。（2）整整流流器器调调速速：交交流流供供电电时时，串串入入一一个个整整流流二二极极管管，如如图图所所示示，低低速速时时只只让让半半波波通通过过电电动动机机,则则只只得得到到一一半半的的功功率率，高高速速时时全全波波通通过过电电动动机机。常用于电吹风常用于电吹风、电动按摩器电动按摩器、食品搅拌机等小型家用电器中食品搅拌机等小型家用电器中。第三节第三节直流电动机的机械特性直流电动机的机械特性二、单相串励电动机调速二、单相串励电动机调速2串联电阻调速串联电阻调速如如图图所所示示，在在电电路路中中串串入入可可变变电电阻阻器器，改改变变电电动动机机的的转转速速。常常用用于于家家用用电动缝纫机的调速控制电动缝纫机的调速控制。第三节第三节直流电动机的机械特性直流电动机的机械特性二、单相串励电动机调速二、单相串励电动机调速3改变磁通调速改变磁通调速 增加增加 速度下降速度下降；减小速度增加减小速度增加。（1）如下图）如下图 a：改变励磁绕组的串并联接法。并联接法，励磁电流为电：改变励磁绕组的串并联接法。并联接法，励磁电流为电枢电流的一半，枢电流的一半，减小，转速升高；串联接法，减小，转速升高；串联接法，增加，转速降低。增加，转速降低。（2）如下图）如下图 b：抽头位置不同，改变励磁绕组匝数调速。：抽头位置不同，改变励磁绕组匝数调速。以上这两种调磁调速的方法常用于食物搅拌器的单相串励电动机以上这两种调磁调速的方法常用于食物搅拌器的单相串励电动机。（3）如下图）如下图 c：电阻与励磁绕组并联，调解电阻，改变励磁电流调速。：电阻与励磁绕组并联，调解电阻，改变励磁电流调速。这种方法由于电阻消耗功率使效率降低这种方法由于电阻消耗功率使效率降低,所以较少采用所以较少采用。本本章章小小结结通过本章的学习应掌握如下几点：通过本章的学习应掌握如下几点：1单相串励电动机可以交直两用，故称交直两用（通用）电动机。单相串励电动机可以交直两用，故称交直两用（通用）电动机。2励磁绕组与电枢绕组串联，他们通过交流电时，两电流同时改励磁绕组与电枢绕组串联，他们通过交流电时，两电流同时改变，电磁转矩方向不变，电动机持续运转。变，电磁转矩方向不变，电动机持续运转。3单相串励电动机有较软的机械特性，起动性能好，转速高，过单相串励电动机有较软的机械特性，起动性能好，转速高，过载能力强，载能力强，调速性能较好。但不允许空载起动、换向火花大，电磁干调速性能较好。但不允许空载起动、换向火花大，电磁干扰大、运行振动和噪音大等缺点。扰大、运行振动和噪音大等缺点。4单相串励电动机主要用于电动工具和各种小型日用电器中。单相串励电动机主要用于电动工具和各种小型日用电器中。