罩极电机基础知识.pdf

中山市路思拓电机电器有限公司 编制：陈艳军 审核：秦东 批准：石秋 罩极电机基础知识 内部培训资料 1)1) 概述 2) 概述 2) 工作原理 3) 工作原理 3) 基本结构 4) 基本结构 4) 铭牌数据和主要技术指标 5) 铭牌数据和主要技术指标 5) 一般技术要求 6) 一般技术要求 6) 型号命名规则 7) 型号命名规则 7) 相关标准 相关标准 技 术 部 罩极电机基础知识 第 2 页，共 6 页 第 2 页，共 6 页 概述： 罩极电机是单相异步电动机中最简单的一种。 优点：a、结构简单、制造方便、造价低廉，宜大批量生产； b、噪声低，没有无线电干扰； c、性能稳定，运行可靠，寿命长。 缺点：a、运行性能差，效率及功率因数低； b、起动性能较差，起动转矩小，转差率大 一般用在对电机性能要求不高、空载或轻载起动的小容量场合。广泛应用于排气扇、暖风机、 空气清新器、增湿机、电磁炉、消毒柜、洗碗机、医用喷雾器、空调、电冰箱等产品中。 个 人 护 理 增氧气泵 电动按摩足浴盆 制 冷 家 电 空调水泵 冷柜 冰箱 生 活 小 家 电 微波炉 烤箱 暖风机、取暖器 小型换气扇 干衣机 空气清新机/净化器 加湿器 厨 卫 家 电 切面包机 吸油烟机 洗碗机 消毒柜 自动烘手机 其 它 宠物自动饲喂机 灭蚊机 水泵 罩极电机基础知识 第 3 页，共 6 页 第 3 页，共 6 页 工作原理： 一个没有罩极环仅有主绕组的电机，是没有起动转矩，在实际中是无法使用，为了获得起动转 矩，采用附加副绕组的措施，这个绕组不是靠外接电源供电，而是靠它与主绕组轴线间保待有 90的偏角，见图 1。其功能是将短路环所罩住的磁势移相，从而形成椭圆形磁场产生定向起 动力矩。主绕组接通电源后产生磁势m，磁势通过定子铁心进入气隙，大部分磁势通过磁极 未罩部分进入气隙，小部分磁势通过短路环副绕组因电抗的作用（或称法拉第电磁感应原 理）感应出一个滞后的去磁通k，进入气隙，于是气隙磁场里两个相角不同的磁势矢量叠加， 形成合成脉振磁势s。由于m 是超前s 的（旋转磁场方向是从超前的磁通移向滞后的）所 以电机的旋转方向是由主极移向罩极的。旋转磁势在磁路中产生的主磁通进入转子，并与转子 鼠笼绕组相匝链，从而在短路的转子绕组中感应出电势，由此产生转子电流，转子电流与气隙 中旋转磁场相互作用，使转子导体受力，导致转子旋转，将电机起动。 a）工作原理 (b) 矢量图 图 1 罩极电机的原理及矢量图 基本结构： 罩极电机按其结构可分为两类 一是隐极式，隐极式罩极电动机的定子铁心与普通单相电动机的铁心相同，其定子绕组采用分 布绕组，主绕组分布于定子槽内，罩极绕组不用短路铜环，而是用较粗的漆包线绕成分布绕组 （串联后自行短路）嵌装在定子槽中（约为总槽数的 1/3），起辅助绕组的作用。不过两绕组要 不成正交的安放，即绕组轴线间夹角小于 90 度。隐极式电机由于工艺相对来说较复杂，所以小 功率电机很小采用，一般极对数很少，为 1、2 对，而 n=60f/p，所以他的转速很高。 二是显极式，也叫凸极式，其主绕组大多采用集中绕组形式，副绕组则是一个置于局部磁极上 的短路线圈，即罩极线圈（也称短路环）。这类电机又可分为两种,一种是圆形结构，它的定子 可明显的看出凸极型式。主绕组套在磁极上，罩极环则嵌于磁极一角，且多为一个。另一种是 罩极电机基础知识 第 4 页，共 6 页 第 4 页，共 6 页 方型结构,铁芯如变压器一样,主绕组被套于一根铁心柱上,磁极与转子则在铁芯的另一根柱上, 在磁极一角多放两个罩环。在罩极电机中，只要设法产生旋转的气隙磁场，电机就有自起动能 力，并可正常运转。在罩极电机中，定子主副相绕组轴线在空间非正交安置，并为了改善罩极 电机的性能，采取了各种措施，如阶梯气隙、磁桥等，出现了磁的不对称，又因副绕组中的电 流是靠主绕组感应产生的，造成了电的不对称，分别产生时间和空间相位都不相同的磁势，合 成为一个类似旋转磁势的运动磁势，它在空间建立的运动磁场与转子相互作用，就可以使之起 动和运转。 (b) 園形二极電机(a) 園形四极電机 轉子 (磁分片) (c) 方形二极電机 (磁分片) 轉子 (磁分片) 主繞組 主繞組罩极環 磁橋主繞組 罩极環 磁橋 罩极環磁橋轉子 图 2 罩极电机的三种典型结构 铭牌数据和主要技术指标： 电压（v）指电机在正常运行时，定子绕组应接的电源电压。世界各国、各地区使用的电压 各不相同，因此电机的电压规格也很多，譬如：100v 、110v、120v、220v、230v、240v 等。 频率（hz）我国电力网的频率规定为 50 赫兹，有的国家为 60 赫兹。 功率（w）指电机在额定运行时转轴的机械输出功率，电机铭牌上标示的功率一般是指额定 最大输入功率。 转速（rpm）表示电机在额定的电压、频率和输出功率的情况下运行的电机转轴的转速，对 于某些与齿轮系组成一体的特种产品，则往往表示经过齿轮减速后输出转轴的实际旋转速 度，罩极电机的转速均低于由电源频率和电机磁极数决定的同步转速。 电流 （a） 指电机在额定条件运行时定子绕组的输入电流，用来检查电机是否过载或有故障。 绝缘等级：表示电机绝缘材料的耐温等级，用以决定电机的允许温升。 有些经过特殊设计或特殊使用的电机，铭牌上还要标明有关的技术指标，如工作方式 s（连 续、短时、断续周期运行）、热保护形式（阻抗保护 z.p.、热保护 t.p.） 效率：电机输出功率与输入功率之比，一般是在电机达到热稳定状态后，用测功仪直接测其 输出转矩，并记录额定转速，从而计算出输出功率，而电机输入功率则直接从测试仪表读出。 功率因数 cos：电机输入有功功率与视在功率之比，罩极电机功率因数较低，属于感性负 载，导致电能不能充分利用（相同的容量带小较小的负载），还会增加线路的功率损失。 起动扭力 tst：电机在额定电压, 额定频率和转子堵住时所产生的扭力. 最大扭力 tmax：电机在额定电压, 额定频率和运行温度下,转速不发生突降时所产生的最大 罩极电机基础知识 第 5 页，共 6 页 第 5 页，共 6 页 转矩. 噪音：电动机在空载稳态运行时 a 计权声功率级 db(a). 振动：电动机在空载稳态运行时振动加速度有效值(m/s2) 。加速度是表示速度变化的快慢 的物理量，它等于速度的改变跟发生这一改变所用的时间比值加速度有大小，也有方向， 是矢量。一般高转速用振动加速度来评定振动。 一般技术要求： 外观：无破损、变形、损伤、生锈等现象，标识清晰，表面清洁干净。 装配质量： 1. 转子转动灵活、轻快、无阻滞感； 2. 装配零部件完整、牢固、不变形； 3. 窜动：0.20.8mm（标准或客户要求）； 4. 旋向：cw 或 ccw（轴伸端看）； 5. 轴伸径跳动0.03mm。 外形及安装尺寸：按外形图（注意关键尺寸）。 绕组直流电阻测定（注意电阻随温度变化）。 绝缘电阻：冷态100m，热态或潮态2m。 耐压试验：1800vac/1s/0.5ma。 绝缘等级：a 级 / e 级 / b 级 / f 级 / h 级 105/ 120/ 130/ 155/ 180 空载特性试验：i0、p0、n0 空载噪声： 45db（a）；运行平稳，360旋转无有害杂音及明显周期声。 振动测定值：2.8mm/s。 额定数据检查：in、pn、nn、cosn 短时升高电压试验：1.3un空载运行 3min，电机无机械损伤，绕组不应起火 匝间绝缘试验：2000vac/50hz 时，对比波形形状。 起动电压：0.85un时，三次均能从静止冷状态起动且运转轻快。 负载温升试验：a 级 / e 级 / b 级 / f 级 / h 级 60k / 75k / 80k / 105k / 125k 。 堵转温度： a 级 / e 级 / b 级 / f 级 / h 级，阻抗保护电机对应的温度限值为： 150/165/175 /190 /210 泄漏电流：1.06un，热态时0.5ma。 标志、包装、运输、贮存： 1. 标志：铭牌符合要求、清楚、不易磨灭，外包装箱上有规定的图案标志。 2. 包装：轴伸防锈；包装应牢固可靠，附产品合格证。 3. 不得碰伤或重压，防止日晒雨淋和化学腐蚀。 4. 贮存：环境温度为-1040，相对湿度90%，通用良好、清洁的库房内，不得与有腐 蚀性的气体混放。 质量保证期限为：自起运之日起，一年内应能正常工作。 罩极电机基础知识 第 6 页，共 6 页 第 6 页，共 6 页 型号命名规则： 由产品代号、尺寸规格、产品特性和额定供电电源代号四部分组成，并按下列顺序排列： nsp 63 13 b 6 v230 a 电机类别 产品类别 定子叠厚 轴承方式 轴径 电压 频率 电机类别 产品类别 定子叠厚 轴承方式 轴径 电压 频率 nostop shaded pole motor 63 系列 13mm b：滚珠轴承 6mm 230v a：50hz s：含油轴承 b：60hz c：50/60hz 相关标准： 罩极电机主要用在暖风机、微波炉、烤箱、冰箱、洗碗机等上，属于家用和类似电器的范畴。 相关的标准有： iec 60335-1 家用和类似用途电器的安全 第一部分：一般要求，等同我国的 gb 4706.1 标准。 ul 1004-1 rotating electrical machinesgeneral req