分相感應電動機 – 工作原理和特性


分相感應電動機是一種單相感應電動機,其定子設有啟動繞組(S)和主繞組(M)。如圖所示,啟動繞組相對於主繞組偏移 90°。

啟動繞組僅在電動機啟動的短暫時間內工作。啟動繞組和主繞組的設計使得啟動繞組(S)具有較高的電阻和相對較低的電抗,而主繞組(M)具有相對較低的電阻和較高的電抗,從而使流過兩個繞組的電流具有合理的相位差(α),約為 25° 到 30°,如圖所示的相量圖。

分相感應電動機的工作原理

當電動機的啟動繞組連線到單相交流電源時,啟動繞組流過電流 **Is**,而主繞組流過電流 **Im**,如圖所示的連線圖。

由於啟動繞組設計為高電阻,而主繞組設計為高電感。因此,兩個繞組中的電流 **Is** 和 **Im** 之間存在約 25° 到 30° 的合理相位差。結果,產生一個弱旋轉磁場,從而啟動電動機。分相電動機的啟動轉矩由下式給出:

$$\mathrm{τ_{𝑠𝑡} = 𝑘𝐼_{𝑠}𝐼_{m}\:sin\:𝛼}$$

其中,**k** 是一個比例常數,其值取決於機器的設計。

當電動機速度達到同步速度的約 80% 時,離心開關將啟動繞組與電路隔離。現在,電動機作為單相感應電動機執行,並繼續加速直到達到正常速度。電動機的正常速度小於同步速度,並且取決於電動機軸上的機械負載。

分相感應電動機的特性

分相感應電動機的特性如下:

  • 分相電動機的啟動電流約為額定電流的 7 到 8 倍。

  • 分相感應電動機的啟動轉矩約為額定轉矩的 1.5 倍。

  • 最大轉矩或脫離轉矩約為額定轉矩的 2.5 倍,出現在同步速度的約 75% 處。

  • 分相感應電動機的成本較低,因此在市場上非常受歡迎。

  • 分相感應電動機適用於啟動時間較短的應用場合。由於分相電動機的啟動繞組電阻較大,因此會迅速發熱。如果啟動時間超過 5 秒,啟動繞組可能會燒燬,除非電動機受到熱繼電器的保護。

  • 分相感應電動機的功率額定值在 60 W 到 250 W 之間。

分相感應電動機的應用

分相感應電動機適用於需要中等啟動轉矩且啟動時間較短的應用場合,例如:

  • 驅動風扇

  • 洗衣機

  • 燃油燃燒器

  • 小型機床

  • 鼓風機和離心泵

  • 食品攪拌機和研磨機等。

更新於:2021 年 9 月 24 日

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