电动类家用电器的工作原理.ppt

2020 3 27 长江大学龙从玉 1 五 家用电器电动机的构成与工作原理 1 电动类家用电器功能 1 1 将电能转化为机械能替代人们的家务劳动 在电动类家用电器中可用电动机作能量转换装置 2 2 控制电动机可在家用电器完成控制与执行任务 2 常用电器中使用电动机的分类 2 1 按电动机使用电源分类可分为 1 交流电动机 其中又可分为 三相交流电动机 单相交流电动机2 直流电动机3 通用电动机 交流电源与直流电源通用 2020 3 27 长江大学龙从玉 2 1 交流异步电动机 优点 结构简单 运行可靠 定子绕组接交流电源 转子为自感应电流 不要外电源 三相异步电动机 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转速 单相异步电动机 单相电容电机 单相罩极电机等 2 同步电动机 定子绕组接交流电源 转子接直流电流励磁 转子转动方向及转速与定子旋转磁场转速同步 3 直流电动机 定子电枢绕组与转子磁场绕组均接通直流电源 但由于直流电机的启动与调速性能好 相对噪声小并且便于控制 近年来使用广泛 4 通用电机定子电枢绕组与转子磁场绕组串联 或并联 交流电源与直流电源都能使用 这种电机短期过载能力强 有直流电机可高速运行的特性 但只能断续运行 例如 食品粉粹机 豆浆机等 2 2 按电动机的结构与工作原理分类可分为 2020 3 27 长江大学龙从玉 3 3 三相异步电动机的构成及工作原理 3 1 三相电动机的构成 1 定子铁芯及三相定子绕组 可接通三相交流电 2 转子铁芯及鼠笼转子绕组 自闭和的短路绕组 不需外接电源 3 机座及轴承等 起支撑作用 定子 转子 机座 3 2 三相电动机的工作原理 旋转磁场的产生 由三相定子绕组通过三相交流电流产生 旋转磁场的方向 三相电源的相序及绕组的位置决定 旋转磁场的转速 no 图 1三相异步电动机的结构 自闭合的短路绕组 鼠笼转子绕组与定子旋转磁场相对运动 切割磁场产生感应电动势及电流 2020 3 27 长江大学龙从玉 4 1 异步电动机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合成磁场 由于三相交流电是交替变化达到最大值的 合成磁场是按三相绕组空间排列按三相电流的相序变化旋转的 旋转磁场的转速 no 三相定子绕组 图 2电动机通电产生旋转磁场的原理 2 鼠笼转子绕组与定子旋转磁场相对运动 切割磁场产生感应电动势及电流 2020 3 27 长江大学龙从玉 5 用转速为no的磁铁 代表三相电动机通过三相电流产生的旋转磁场 用闭合线圈代表电动机的转子绕组 其在与旋转磁场中感应电流方向i 用右手定则判定 导体运动为磁极运动反方相 如图 3 转子 导体 受力运动的方向如n 用左手定则可判定 三相电动机启动与运行结论 A 启动的条件 产生旋转磁场 有不同时间相位的电流 有不同空间位置的绕组 B 线圈跟着磁铁转 两者转动方向一致 C 转子 导体 比定子旋转磁场转得慢 n no 图 3异步电动机工作原理描述 3 三相异步电动机工作原理的描述 2020 3 27 长江大学龙从玉 6 4 单相异步电动机的工作特点 1 单相绕组通过单相电流只能产生脉振磁场 大小与方向随时间在固定位置变化的磁场 2 当定子绕组产生的合成脉振磁场 会使转子绕组产生感应电流 3 根据左手定则 可知转子导条左 右受力大小相等 方向相反 合力为零 所以没有起动转矩 转子导条电流方向 单相电动机合力F 0 图 4单相异步电动机的特性 非电专业不作要求 4 1 单相绕组电动机没有自起动转矩 2020 3 27 长江大学龙从玉 7 单相脉振磁场可分解为正向S1 反向S2两个旋转磁场 其合成的转矩M 0 合成转矩 正向 反向 4 2 单相电动机有继续运行力矩 转子借助外力起动后 外力消失后仍按原方向继续运动 起动转矩M 0 S1 S2 1 M S1 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 2020 3 27 长江大学龙从玉 8 1 电容分相起动原理 启动时 K闭合使两相绕组W与F中分别通过电流I1与I2 其中串联启动电容的F支路电流I2的时间相位约超前900 从而产生旋转磁场 电动机起动H后 离心开关甩开 启动绕组被断开 电动机在单相状态下运行 4 3 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 如果设置运行电容适当 在两相运行时效率更高 通常说的单相电动机是指供电为单相电源 就电动机的启动而言必须是两相 我们就是用电容电流超前的特性 将单相电源转换为两相电源启动电动机的 2020 3 27 长江大学龙从玉 9 4 4 单相罩极电动电机工作原理 1 单相罩极电动机的结构 单相罩极电动机虽然接通电源的只有单相绕组 但在定子磁极铁芯的一侧 安装有另一自短路的罩极绕组 图 7中罩极电机的转动方向 顺时针旋转 因为主磁极的磁通比有短路环部分的罩极磁通领先 罩极绕组 转子 定子磁极 定子绕组 罩极 图 7罩极式电