遮蔭極感應電機 – 工作原理和特性


遮蔭極感應電機是一種自啟動單相感應電機。它由定子和鼠籠式轉子組成。遮蔭極電機的定子由凸極組成,每個極的一側都有槽,並在槽的較小部分裝有一個銅環,如圖所示。帶有銅環的部分稱為**遮蔭極**,銅環稱為**遮蔭線圈**,通常是一個單匝線圈。

主繞組**環繞整個磁極,並接入單相交流電源**。遮蔭極電機的磁極總是疊片的,以最大限度地減少鐵損。

遮蔭極感應電機的執行原理

為了理解遮蔭線圈如何幫助遮蔭極感應電機建立旋轉磁場,讓我們考慮主繞組產生的磁通量在三個時間間隔內的變化,如下所示:

  • 當磁通量從零增加到最大值時。

  • 當磁通量達到最大值時。

  • 當磁通量從最大值減小到零時。

電機每個磁極中磁通量的任何變化都會在遮蔭線圈中感應出電動勢,並且此感應電動勢在其內部產生電流。根據楞次定律,此感應電流總是產生一個磁通量來抵制遮蔭部分磁通量的變化。

情況一 – 當磁通量從零增加到最大值時

參考交流電源的波形,在波形的OA部分,磁極中的磁通量正在增加,遮蔭線圈中的感應電流也在增加。遮蔭線圈產生一個磁通量來抵制與線圈相連的磁通量的增加。因此,大部分磁通量穿過磁極的未遮蔭部分,如下圖所示。因此,磁通量的磁軸位於磁極未遮蔭部分的中心。

情況二 – 當磁通量達到最大值時

在電流波形的A點,磁通量達到最大值。因此,磁通量的變化率為零。因此,遮蔭線圈中的感應電動勢和電流為零。結果,磁通量在磁極上的分佈是均勻的,如下圖所示。因此,磁通量的磁軸移到磁極的中心。

情況三 – 當磁通量從最大值減小到零時

在電流波形的AB部分,主繞組產生的磁通量開始減小。為了抵制主繞組產生的磁通量的減小,遮蔭線圈中的感應電流反向,即遮蔭線圈產生一個穿過磁極遮蔭部分的磁通量,如下圖所示。因此,磁通量的磁軸移到磁極遮蔭部分的中心。

從上述討論可以看出,遮蔭線圈的存在迫使磁軸從磁極的未遮蔭部分移動到遮蔭部分。這種變化的磁通量就像旋轉磁場一樣,從磁極的未遮蔭部分旋轉到遮蔭部分。

由於遮蔭極感應電機的轉子是鼠籠式的,並且受到旋轉磁場的影響,因此會產生小的啟動轉矩。一旦啟動轉矩開始旋轉轉子,單相感應電機作用就會產生額外的轉矩。因此,電機加速到略低於同步速度,並作為單相感應電機執行。

遮蔭極感應電機的特性

遮蔭極感應電機的特性如下:

  • 遮蔭極感應電機的結構非常簡單。

  • 這些電機的啟動轉矩、效率和功率因數較低。

  • 遮蔭極電機的旋轉方向不可逆。

  • 遮蔭極電機非常便宜。

  • 遮蔭極電機僅製造功率額定值為40 W或更小的電機。

遮蔭極感應電機的應用

由於遮蔭極感應電機的啟動轉矩、效率和功率因數較低,因此這些電機僅適用於低功率應用,例如:

  • 驅動需要低啟動轉矩的負載。

  • 檯扇

  • 排氣扇

  • 吹風機

  • 製冷和空調裝置的風扇

  • 電子裝置等。

更新於:2021年9月24日

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