三相鼠籠式異步電動機正反轉(zhuǎn)控制實驗報告(交流籠型異步電動機實驗報告)
- 發(fā)布時間:??2021-03-08
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在電動機培訓(xùn)課程中,許多學(xué)生詢問了單相電動機的正向和反向旋轉(zhuǎn)控制,下面將討論如何控制電容性單相異步電動機的正向和反向旋轉(zhuǎn)。
首先,單相電動機的工作原理
理論上的單相交流電動機中只有一個繞組。變速箱是一只松鼠籠。當單相正弦電流流經(jīng)定子繞組時。電動機產(chǎn)生交變磁場,該磁場的強度和方向隨時間變化為正弦波,但空間的方向是固定的。因此,該磁場也稱為交變脈動磁場。該交變脈動磁場可以分解成兩個具有相同速度和相反旋轉(zhuǎn)方向的旋轉(zhuǎn)磁場。當轉(zhuǎn)子靜止時,這兩個旋轉(zhuǎn)磁場會在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生兩個相等且相反的轉(zhuǎn)矩,從而形成一個復(fù)合信號。扭矩為零。電動機無法旋轉(zhuǎn)。當電動機在外力作用下沿特定方向旋轉(zhuǎn)時(例如順時針旋轉(zhuǎn))。此時,沿順時針方向旋轉(zhuǎn)的磁場與轉(zhuǎn)子之間的切割磁力線的運動減小,而沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)的磁場與轉(zhuǎn)子之間的切割磁力線的運動減小。旋轉(zhuǎn)方向增加。以此方式,平衡被打破并且由轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的總電磁轉(zhuǎn)矩不再旋轉(zhuǎn)。如果希望單相電動機自動旋轉(zhuǎn),則可以在定子中添加啟動繞組。起動繞組和主繞組必須分開90度,并且起動繞組(次級繞組)必須與合適的繞組串聯(lián)。冷凝器。產(chǎn)生90度的差異。這就是所謂的相分離原理。這樣,時間上相隔90度的兩個電流穿過空間上相隔90度的兩個繞組,并且在空間中產(chǎn)生了(兩相)旋轉(zhuǎn)磁場。它發(fā)生在定子中,轉(zhuǎn)子磁場發(fā)生在定子中并且是順時針方向。 在該旋轉(zhuǎn)磁場的作用下,轉(zhuǎn)子可以自動起動,并且當起動后速度上升到一定水平時,起動繞組通過離心開關(guān)或安裝在轉(zhuǎn)子中的其他自動控制裝置分開。操作時,只能使用主繞組。所以。可以在較短的工作模式下進行啟動繞組。但是,在大多數(shù)情況下,啟動繞組不是分開的,這種電動機稱為電容性單相電動機。
二、單相電動機正、反轉(zhuǎn)原理
異步電動機的旋轉(zhuǎn)原理是在定子繞組中形成一個旋轉(zhuǎn)磁場,旋轉(zhuǎn)磁場的方向決定了電動機的轉(zhuǎn)向。
只要改變旋轉(zhuǎn)磁場的方向,就能改變電動機的旋轉(zhuǎn)方向。三相電動機只要改變相序,就能改變旋轉(zhuǎn)磁場的方向,從而也改變了三相電動機的正、反轉(zhuǎn)。而單相電動機是通過分相元件、電容或線圈本身的電阻,將單相電分為相差小于900的兩相電,其中主繞組上的代表一相電,副繞組上的代表另一相電。
所以,單相電動機實質(zhì)是“二相電動機”。要改變單相電動機的轉(zhuǎn)向,可以通過改變相序來改變,不過這里和三相電動機不一樣,并不是改變電源相序,而是要改變主副繞組中電流桕序。而要改變主副繞組電流中相序可以通過兩種方式來進行.一是改變主副繞組的阻抗.由電容器串接在主副繞組不同的位置來實現(xiàn)。二是更換主或副繞組的極性來達到改變電流相序。下面以兩種典型用途的單相電動機為例來說明。
1.單相洗滌電機正反轉(zhuǎn)方式
單相洗滌電機工作要求主副繞組參舯一致,電動機正,反轉(zhuǎn)出力一樣,主副繞組可以互為工作繞組。單相電動機經(jīng)過主副繞組分相形成旋轉(zhuǎn)磁場。主副繞組兩者相差900相角。主繞組直接和I.、N相連,副繞組則串聯(lián)電容后與電源相連。設(shè)流過主繞組的電流為la.流過副繞組的電流為IR。主繞組基本是電感,阻抗為感抗,是感性負載,la在相位上滯后電源電壓。而副繞組由于串聯(lián)電容后,阻抗將減小,與電源的相角也將減小。所以IR比la超前一個相角,只要選擇合適的電容,就可以使IR超過la90度這樣由兩相電流產(chǎn)生相位差并形成正向旋轉(zhuǎn)磁場,使電動機正轉(zhuǎn)。同理,若這時將副繞組直接和L、N相連,主繞組串聯(lián)電容后與電源相連。
則Ia比IR超前90。相角,形成反向旋轉(zhuǎn)磁場使電動機反轉(zhuǎn)。電路示意圖如下圖,用一個單刀三擲開關(guān)來負責(zé)切換電容器接入主副繞組的位置。刀閘處于中間位置為停止狀態(tài)。正轉(zhuǎn)時,繞組LA直接接LN,繞組LR和電容串聯(lián),繞組LR為啟動繞組,電流超前,設(shè)為正向轉(zhuǎn)動。那么改換接法,繞組LR直接接LN,繞組LA和電容串聯(lián),繞組lA為啟動繞組,電流超前,則反向轉(zhuǎn)動。從上面分析也可以看出,主副繞組也可以互為啟動繞組的。

2.單相電刨電機正反轉(zhuǎn)方式
單相電刨電機工作要求主副繞組參數(shù)不一致,電機正、反轉(zhuǎn)出力也不一樣,主繞組是工作繞組。很顯然這種類型電機不能采用上述方法使電機實現(xiàn)反轉(zhuǎn)。但由上面的分析知道,副繞組串接電容,產(chǎn)生IR超過la900的相位差并形成旋轉(zhuǎn)磁場,使電機正轉(zhuǎn)。那么只要讓IR滯后于la90度(或者換句話說,讓la超前IR90。)。
就可以讓電機實現(xiàn)反轉(zhuǎn)。要實現(xiàn)這個很簡單.只要IR翻轉(zhuǎn)180度(或者la翻轉(zhuǎn)180。)就能實現(xiàn)了。那么如何實現(xiàn)IR翻轉(zhuǎn)180度(或者la翻轉(zhuǎn)180a)呢?從下面的接線圖上可以看出,實際上主繞組同副繞組是接在同~個電源上的,也就是說他們的電壓是同相位的。那要是把副繞組的L接Wl及N接W2換一下,改成L接W2及N接W1,主繞組不變.維持LN接UIU2。那么主繞組的電壓和副繞組的電壓就有180度的相位差.也就是說副繞組的電流也翻轉(zhuǎn)了180度。這時就實現(xiàn)了IR滯后于Ia90度(或者換句話說,讓Ia超前IR90度)。旋轉(zhuǎn)磁場的方向為逆時針,實現(xiàn)了反轉(zhuǎn)。
在實際的電路中副繞組和電容是通過順逆開關(guān)和電源相連的。這個電路改變的不是電容接入哪個繞組,而是繞組的接人極性。理論上要想改變單相電動機的轉(zhuǎn)向,可以改變主、副繞組的連接形式,將主繞組頭尾對調(diào),或?qū)⒏崩@組的頭尾對調(diào).即可改變單相電動機的旋轉(zhuǎn)方向。由于主繞組的電流比副繞組的電流大得多,所以一般采用改變副繞組的接線來改變單相電動機的旋轉(zhuǎn)方向。電機工作時,旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向總是從電流超前的繞組轉(zhuǎn)向電流落后的繞組,若將其中~個繞組的接線端對調(diào)一下,就改變了該繞組的電流相位使之反相,由超前(落后)變?yōu)槁浜螅ǔ埃D(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向就隨之改變。電路示意圖如下圖.用一個雙刀雙擲開關(guān)來負責(zé)切換主副繞組接入極性。正轉(zhuǎn)時,主繞組UI、U2直接接LN,副繞組經(jīng)開關(guān)Wl和L相接.W2和N相接,副繞組為啟動繞組,電流超前,設(shè)為正向轉(zhuǎn)動。那么改換接法,主繞組Ul、U2依然直接接LN,副繞組經(jīng)開關(guān)W2和L相接.W1和N相接,副繞組仍為啟動繞組,電流滯后,則反向轉(zhuǎn)動。從上面分析可以看出,副繞組始終為啟動繞組。
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