家电中电动机的结构及工作原理
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
非电专业不作要求！
.
F
单相电动机 合力F=0
.
. .
图-4 单相异步电动机的特性
长江大学 龙从玉 6
4.2、单相电动机能产生继续运行力矩：转子借助外 力起动后，外力消失后仍按原方向继续运动 。
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 。 M
S1=S2=1
合成转矩 正向
五、家电中电动机的结构与工作原理 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、家电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：①三相交流电动机 ②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）。
5.4 单片机控制的直流电动机调速
从结构上看，通常采用全功能无刷电机。 从控制上看，它可以通过电子线路的脉宽调速（PWM）功能 来调节电机转速，比传统的串励或并励调速更简便、更适合 自动控制。
长江大学 龙从玉 10
附：直流电动机结构与工作原理 1 ）外施电压、电流是直 流。 2 ）导体中的感应电势和 电流为交流。 3 ）线圈中自感感应电势 与电流方向相反。 4 ）电动机产生的电磁转 矩T与转子转向相同， 是驱动性质。
长江大学 龙从玉 2
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。 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。 60f n (转/分） p 旋转磁场的转速:
S1=2
S1=0
S
S2=2
反向
起动转矩 M=0
S2=0
非电专业不作要求！
图-5 单相电动机的运行力矩分析
长江大学 龙从玉 7
4.3、单相电容异步电动机的起动
图- 6电容电动机电路图
1）电容分相起动原理 启动时,K闭合使两相绕 电机 组W与F中分别通过电流 220V W 转子 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 F 旋转磁场。电动机起动H 后，离心开关甩开，启 图中：W :主绕组 动绕组被断开，电动机 F :启动绕组副绕组 在单相状态下运行！ K :离心开关。 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。
0
三相 定子 绕组
A Y C Z B
Im
iA
iB
iC
Baidu Nhomakorabea
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。
长江大学 龙从玉 4
. . ..
X
t
图-2 电动机通电产生旋转磁场的原理
3）三相异步电动机工作原理的描述 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： n A、启动的条件(产生旋转磁场) 0 ①有不同时间相位的电流； f ②有不同空间位置的绕组 。 n 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 。
0
定子
转子
机座
图-1三相异步电动机结构
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。
长江大学 龙从玉 3
1）异步电动机三相绕组通过三相电流产生旋转磁场： ①三相绕组通电形成一对合成磁场： ②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。 60f n (转/分） ③旋转磁场的转速： p
罩极 绕组
罩极
转子
定子 磁极
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 图-7罩极式电动电机结构图 环部分的罩极磁通领先。
长江大学 龙从玉 9
定子 绕组
5、直流电动机的结构及工作原理
5.2 直流电动机的结构与分类 永磁直流电机的结构如右图： 直流励磁的直流电机根据磁 场与电枢绕组联接方式分 为： 串励、并励及复励直流电机、 5.3 传统直流电机主要采用是 直流磁场或电枢调速。
长江大学 龙从玉
N
e
i
S
5
图-3 异步电动机工作原理描述
4、单相异步电动机的工作特点
4.1、单相绕组的电动机没有自起动转矩
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。 转子导条
电流方向
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。
长江大学 龙从玉 11
电刷
换 向 器
长江大学 龙从玉 8
4.4、单相罩极电动机的工作原理
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。
2）罩极电动机的工作原理： 定子绕组通电以后，部分磁通穿过 短路环，并在罩极绕组中产生感应电流。 短路环中的电流阻碍磁通的变化，致使 有短路环部分和没有短路环部分产生的 磁通有了相位差，从而形成旋转磁场， 使转子转起来。
长江大学 龙从玉 1
2.2、按电动机的结构与工作原理分类 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）。 ①三相异步电动机：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。 ②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。
.
F
单相电动机 合力F=0
.
. .
图-4 单相异步电动机的特性
长江大学 龙从玉 6
4.2、单相电动机能产生继续运行力矩：转子借助外 力起动后，外力消失后仍按原方向继续运动 。
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 。 M
S1=S2=1
合成转矩 正向
五、家电中电动机的结构与工作原理 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、家电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：①三相交流电动机 ②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）。
5.4 单片机控制的直流电动机调速
从结构上看，通常采用全功能无刷电机。 从控制上看，它可以通过电子线路的脉宽调速（PWM）功能 来调节电机转速，比传统的串励或并励调速更简便、更适合 自动控制。
长江大学 龙从玉 10
附：直流电动机结构与工作原理 1 ）外施电压、电流是直 流。 2 ）导体中的感应电势和 电流为交流。 3 ）线圈中自感感应电势 与电流方向相反。 4 ）电动机产生的电磁转 矩T与转子转向相同， 是驱动性质。
长江大学 龙从玉 2
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。 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。 60f n (转/分） p 旋转磁场的转速:
S1=2
S1=0
S
S2=2
反向
起动转矩 M=0
S2=0
非电专业不作要求！
图-5 单相电动机的运行力矩分析
长江大学 龙从玉 7
4.3、单相电容异步电动机的起动
图- 6电容电动机电路图
1）电容分相起动原理 启动时,K闭合使两相绕 电机 组W与F中分别通过电流 220V W 转子 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 F 旋转磁场。电动机起动H 后，离心开关甩开，启 图中：W :主绕组 动绕组被断开，电动机 F :启动绕组副绕组 在单相状态下运行！ K :离心开关。 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。
0
三相 定子 绕组
A Y C Z B
Im
iA
iB
iC
Baidu Nhomakorabea
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。
长江大学 龙从玉 4
. . ..
X
t
图-2 电动机通电产生旋转磁场的原理
3）三相异步电动机工作原理的描述 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： n A、启动的条件(产生旋转磁场) 0 ①有不同时间相位的电流； f ②有不同空间位置的绕组 。 n 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 。
0
定子
转子
机座
图-1三相异步电动机结构
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。
长江大学 龙从玉 3
1）异步电动机三相绕组通过三相电流产生旋转磁场： ①三相绕组通电形成一对合成磁场： ②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。 60f n (转/分） ③旋转磁场的转速： p
罩极 绕组
罩极
转子
定子 磁极
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 图-7罩极式电动电机结构图 环部分的罩极磁通领先。
长江大学 龙从玉 9
定子 绕组
5、直流电动机的结构及工作原理
5.2 直流电动机的结构与分类 永磁直流电机的结构如右图： 直流励磁的直流电机根据磁 场与电枢绕组联接方式分 为： 串励、并励及复励直流电机、 5.3 传统直流电机主要采用是 直流磁场或电枢调速。
长江大学 龙从玉
N
e
i
S
5
图-3 异步电动机工作原理描述
4、单相异步电动机的工作特点
4.1、单相绕组的电动机没有自起动转矩
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。 转子导条
电流方向
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。
长江大学 龙从玉 11
电刷
换 向 器
长江大学 龙从玉 8
4.4、单相罩极电动机的工作原理
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。
2）罩极电动机的工作原理： 定子绕组通电以后，部分磁通穿过 短路环，并在罩极绕组中产生感应电流。 短路环中的电流阻碍磁通的变化，致使 有短路环部分和没有短路环部分产生的 磁通有了相位差，从而形成旋转磁场， 使转子转起来。
长江大学 龙从玉 1
2.2、按电动机的结构与工作原理分类 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）。 ①三相异步电动机：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。 ②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。