电动类家用电器的工作原理.ppt

1 五、家用电器电动机的构成与工作原理五、家用电器电动机的构成与工作原理 1 1、电动类家用电器功能：、电动类家用电器功能： 将将电能电能转化为转化为机械能机械能替代人们的家务替代人们的家务劳动。劳动。电动电动 类家用电器中都用类家用电器中都用电动机电动机作作能量转换装置。能量转换装置。 2 2、常用电器中使常用电器中使用用电动机的分类：电动机的分类： 2.12.1、按电动机按电动机使用电源使用电源分类分类可分为：可分为： 2.1.12.1.1、交流电动机：交流电动机： 其中又可分为：其中又可分为：三相交流电动机三相交流电动机 单相交流电动机单相交流电动机 2.1.22.1.2、直流电动机、直流电动机 2.1.32.1.3、交直流电源交直流电源通用电动机通用电动机 *长江大学电信学院 龙从玉2 2.2.12.2.1、交流、交流异步异步电动机电动机 ：优点：优点是是结构简单运行可靠结构简单运行可靠 定子绕组接交流电源，转子为自定子绕组接交流电源，转子为自感应电流。感应电流。 三相三相异步异步电动机。其转动方向由电源相序决定，电动机转电动机。其转动方向由电源相序决定，电动机转 子转速低于定子旋转磁场的转速。子转速低于定子旋转磁场的转速。 单相异步电动机：单相电容电机单相异步电动机：单相电容电机、单相罩极电机等。单相罩极电机等。 2.2.22.2.2、同步同步电动机：电动机： 定子绕组接定子绕组接交流电交流电源，转子接源，转子接直流直流电电流励磁。流励磁。 转子转动转子转动方向方向及及转速与转速与定子定子旋转磁场旋转磁场转速转速同步同步。 2.2 .32.2 .3、直流电动机直流电动机：定子电枢绕组与转子磁场绕组均接通直：定子电枢绕组与转子磁场绕组均接通直 流电源。但由于直流电机的流电源。但由于直流电机的启动启动与与调速调速性能性能好，好，相对相对噪声小噪声小并并 且且便于控制便于控制，近年来使用广泛。，近年来使用广泛。 2.2.42.2.4、通用电机通用电机定子定子电枢绕组电枢绕组与转子与转子磁场绕组磁场绕组串联串联（或并联（或并联 ），），交流电交流电源与源与直流直流电源电源都能都能使使用用，这种电机短期过载能力强，这种电机短期过载能力强 ，有直流电机可高速运行的特性。，有直流电机可高速运行的特性。 例如：食品粉粹机、豆浆机等。例如：食品粉粹机、豆浆机等。 2.22.2、按电动机的按电动机的结构结构与与工作原理工作原理分类可分为：分类可分为： *长江大学电信学院 龙从玉3 3 3、三相异步电动机的构成及工作原理三相异步电动机的构成及工作原理 3.13.1、三相电动机三相电动机的的构成：构成： 1 1）定子定子铁芯铁芯及三相及三相定子绕组定子绕组. .可通三可通三 相交流电；相交流电； 2 2）转子）转子铁芯铁芯及及鼠笼鼠笼转子绕组（自闭转子绕组（自闭 和的短路绕组）和的短路绕组）。 3 3）机座及轴承等，机座及轴承等， 定子 转子 机座 3.23.2、三相电动机的工作原理：三相电动机的工作原理： 旋转磁场的旋转磁场的产生：由产生：由三相定子绕组三相定子绕组通过通过 三相交流电流产生。三相交流电流产生。 旋转磁场的旋转磁场的方向方向: :三相三相电源的相序及绕电源的相序及绕 组位置。组位置。 旋转磁场的旋转磁场的转速转速: :n n o o 图-1三相异步电动机的结构 自闭合的短路绕组 鼠笼转子绕组鼠笼转子绕组与与定子定子旋转磁场旋转磁场相对运动相对运动，切割磁场产生 ，切割磁场产生 感应电动势及电流。感应电动势及电流。 *长江大学电信学院 龙从玉4 1 1）异步电动机机）异步电动机机三相绕组通过三相电流产生旋转磁场：三相绕组通过三相电流产生旋转磁场： 三相绕组通电形成一对三相绕组通电形成一对合成合成磁场磁场： 由于三相交流电是交替变化达到最大值的，由于三相交流电是交替变化达到最大值的，合成磁场合成磁场按三按三 相绕组排列按三相电的相绕组排列按三相电的相序相序变化变化旋转。旋转。 旋转磁场的旋转磁场的转速转速:no:no y b z x a c 三相 定子 绕组 图-2电动机通电产生旋转磁场的原理 2 2）鼠笼转子绕组）鼠笼转子绕组与与定子定子旋转磁场旋转磁场相对运动相对运动，切割磁场产，切割磁场产 生感应电动势及电流。生感应电动势及电流。 . . . . *长江大学电信学院 龙从玉5 用用转速转速为为nono的的磁铁磁铁代表代表三相电动机通过三相电流产生的三相电动机通过三相电流产生的 旋转磁场。旋转磁场。 用用闭合线圈闭合线圈代表代表电动机的电动机的转子绕组，转子绕组，其在与旋转磁场中感其在与旋转磁场中感 应应电流方向电流方向（用右手定则判定）（用右手定则判定）如如i i， 转子（通电导体）转子（通电导体）受力运动受力运动的的方向如方向如n n。 （用左手定则可判定）。用左手定则可判定）。 三相异步电动机三相异步电动机启动运行启动运行结论：结论： a.a.启动的条件启动的条件( (产生旋转磁场产生旋转磁场) )： 有有不同不同时间时间相位相位的的电流；电流； 有有不同不同空间空间位置位置的的绕组绕组 。 b.b.线圈线圈跟着跟着磁铁转磁铁转两者转动两者转动方方 向一致；向一致； c.c.转子转子( (线圈线圈) )比比定子定子旋转旋转磁场磁场转转 得得慢慢。nnonno 图-3 异步电动机工作原理描述 3 3）异步电动机工作原理的描述）异步电动机工作原理的描述： *长江大学电信学院 龙从玉6 4 4、单相异步电动机的工作特点：单相异步电动机的工作特点： 单相绕组单相绕组通过通过单相电流单相电流只能产生只能产生脉振脉振 磁场：磁场：大小与方向随时间在固定位置变大小与方向随时间在固定位置变 化的磁场化的磁场. . . . . . f 当定子绕组产生的合成当定子绕组产生的合成脉振脉振 磁场，会使转子绕组产生磁场，会使转子绕组产生感应感应 电流。电流。 根据左手定则，可知转子根据左手定则，可知转子导导 条左条左、右右受力受力大小相等，大小相等，方向方向 相反相反，合力合力为为零零，所以没有起，所以没有起 动转矩动转矩. . 转子导条转子导条 电流方向电流方向 单相电动机单相电动机 合力合力f f= =0 0 图-4 -4 单相单相异步电动机的特性异步电动机的特性 非电专业不作要求！非电专业不作要求！ 4.14.1、单相绕组电动机、单相绕组电动机没有没有自自起动转矩起动转矩： *长江大学电信学院 龙从玉7 单相脉振磁场可单相脉振磁场可分解为分解为正向正向s1s1/ /反向反向s2s2两个两个旋转磁场，其合旋转磁场，其合 成成的的转矩转矩m=0m=0 合成转矩合成转矩 正向 反向 4.24.2、单相单相电动机电动机继续继续运行力矩运行力矩：转子借助外力转动转子借助外力转动 后，外力消失后仍按原方向继续转动后，外力消失后仍按原方向继续转动 。 起动转矩起动转矩 m=0m=0 s1=s2=1 m s1=0s1=0 s2=2 s1=2 s2=0 s 图-5 单相电动机的运行力矩分析 非电专业不作要求！非电专业不作要求！ *长江大学电信学院 龙从玉8 1 1）电容电容分相分相起动原理：起动原理： 启动时启动时, ,k k闭合闭合使使两相绕两相绕 组组ww与与f f中中分别分别通过电流通过电流 i i1 1 与与i i 2 2 , ,其中串联启动电容其中串联启动电容 的的f f支路电流支路电流i i 2 2 的时间的时间相相 位位约约超前超前9090 0 0 。从而产生。从而产生 旋转磁场。电动机起动旋转磁场。电动机起动hh 后，离心开关甩开，启后，离心开关甩开，启 动绕组被断开，电动机动绕组被断开，电动机 在在单相单相状态下状态下运行！运行！ 4.34.3、单相电容异步电动机的起动：单相电容异步电动机的起动： 电机 转子 w 图- 6电容电动机电路图 220v 图中：w :主绕组 f :启动绕组副绕组 k :离心开关。 f 如果设置如果设置运行电容运行电容适当适当，在两相运行时效率更高在两相运行时效率更高！ 通常说的单相电动机是通常说的单相电动机是指指供电供电为为单相电源单相电源，就电动机的，就电动机的启动启动 而言而言必须是两相必须是两相，我们就是用电容电流超前的特性，将，我们就是用电容电流超前的特性，将单相电单相电 源源转换为转换为两相电源两相电源启动电动机的。启动电动机的。 *长江大学电信学院 龙从玉9 4.44.4、单相罩极电动电机工作原理、单相罩极电动电机工作原理 1 1）单相罩极电动机的结构：）单相罩极电动机的结构： 单相罩极电动电机虽然单相罩极电动电机虽然接通电源接通电源的的 只有只有单相然组单相然组，但在，但在定子磁极铁芯的一定子磁极铁芯的一 侧，安装有另一自短路的罩极绕组。侧，安装有另一自短路的罩极绕组。 图中电机的转动方向：瞬时针旋转图中电机的转动方向：瞬时针旋转 。因为没有短路环部分的磁通比有短。因为没有短路环部分的磁通比有短 路环部分的磁通领先。路环部分的磁通领先。 罩极罩极 绕组绕组 转子转子 定子定子 磁极磁极 定子定子 绕组绕组 罩极罩极 图图-7-7罩极式电动电机结构图罩极式电动电机结构图 2 2）罩极电动机的工作原