常用單相電機(jī)的種類及特性

在家用電器設(shè)備中，常配有小型單相交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)因應(yīng)用類別的差異，一般可分為分相式電動(dòng)機(jī)、電容啟動(dòng)式電動(dòng)機(jī)、永久分相式電容電動(dòng)機(jī)、罩極式電動(dòng)機(jī)、永磁直流電動(dòng)機(jī)及交直流電動(dòng)機(jī)等類型。
一般的三相交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)在接通三相交流電后，電機(jī)定子繞組通過(guò)交變電流后產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)并感應(yīng)轉(zhuǎn)子，從而使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，并相互作用而形成轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。但單相交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，只能產(chǎn)生極性和強(qiáng)度交替變化的磁場(chǎng)，不能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，因此單相交流電動(dòng)機(jī)必須另外設(shè)計(jì)使它產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子才能轉(zhuǎn)動(dòng)，所以常見(jiàn)單相交流電機(jī)有分相啟動(dòng)式、罩極式、電容啟動(dòng)式等種類。
１． 分相啟動(dòng)式電動(dòng)機(jī)
分相式電動(dòng)機(jī)廣泛應(yīng)用于電冰箱、洗衣機(jī)、空調(diào)等家用電器中。該電機(jī)有一個(gè)鼠籠式轉(zhuǎn)子和主、副兩個(gè)定子繞組。兩個(gè)繞組相差一個(gè)很大的相位角，使副繞組中的電流和磁通達(dá)到最大值的時(shí)間比主繞組早一些，因而能產(chǎn)生一個(gè)環(huán)繞定子旋轉(zhuǎn)的磁通。這個(gè)旋轉(zhuǎn)磁通切割轉(zhuǎn)子上的導(dǎo)體，使轉(zhuǎn)子導(dǎo)體感應(yīng)一個(gè)較大的電流，電流所產(chǎn)生的磁通與定子磁通相互作用，轉(zhuǎn)子便產(chǎn)生啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。當(dāng)電機(jī)一旦啟動(dòng)，轉(zhuǎn)速上升至額定轉(zhuǎn)速７０％時(shí)，離心開(kāi)關(guān)脫開(kāi)副繞組即斷電，電機(jī)即可正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
２． 罩極式電動(dòng)機(jī)
罩極式單相交流電動(dòng)機(jī)，它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，其電氣性能略差于其他單相電機(jī)，但由于制作成本低，運(yùn)行噪聲較小，對(duì)電器設(shè)備干擾小，所以被廣泛應(yīng)用在電風(fēng)扇、電吹風(fēng)、吸塵器等小型家用電器中。罩極式電動(dòng)機(jī)只有主繞組，沒(méi)有副繞組（啟動(dòng)繞組），它在電機(jī)定子的兩極處各設(shè)有一副短路環(huán)，也稱為電極罩極圈。當(dāng)電動(dòng)機(jī)通電后，主磁極部分的磁場(chǎng)產(chǎn)生的脈動(dòng)磁場(chǎng)感應(yīng)短路而產(chǎn)生二次電流，從而使磁極上被罩部分的磁場(chǎng)，比未罩住部分的磁場(chǎng)滯后些，因而磁極構(gòu)成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子便旋轉(zhuǎn)啟動(dòng)工作。罩極式單相電動(dòng)機(jī)還有一個(gè)特點(diǎn)，即可以很方便地轉(zhuǎn)換成二極或四極轉(zhuǎn)速，以適應(yīng)不同轉(zhuǎn)速電器配套使用。
３． 電容式啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)
該類電動(dòng)機(jī)可分為電容分相啟動(dòng)電機(jī)和永久分相電容電機(jī)。這種電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、啟動(dòng)快速、轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，被廣泛應(yīng)用在電風(fēng)扇、排風(fēng)扇、抽油煙機(jī)等家用電器中。電容分相式電動(dòng)機(jī)在定子繞組上設(shè)有主繞組和副繞組（啟動(dòng)繞組），并在啟動(dòng)繞組中串聯(lián)大容量啟動(dòng)電容器，使通電后主、副繞組的電相角成９０°，從而能產(chǎn)生較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。
對(duì)于永久分相電容電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，其串接的電容器，當(dāng)電機(jī)在通電啟動(dòng)或者正常運(yùn)行時(shí)，均與啟動(dòng)繞組串接。由于永久分相電機(jī)其啟動(dòng)的轉(zhuǎn)矩較小，因此很適于排風(fēng)機(jī)、抽風(fēng)機(jī)等要求啟動(dòng)力矩低的電器設(shè)備中應(yīng)用。電容式啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，由于其運(yùn)行繞組分正、反相繞制設(shè)定，所以只要切換運(yùn)行繞組和啟動(dòng)繞組的串接方向，即可方便實(shí)現(xiàn)電機(jī)逆、順?lè)较蜻\(yùn)轉(zhuǎn)。
４． 交、直流兩用電動(dòng)機(jī)
一般常用單相交流電動(dòng)機(jī)，在交流50HZ電源中運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高的也只能達(dá)每分鐘3000轉(zhuǎn)。而交直流兩用電動(dòng)機(jī)在交流或直流供電下，其電機(jī)轉(zhuǎn)速可高達(dá)20000轉(zhuǎn)，同時(shí)其電機(jī)的輸出啟動(dòng)力矩也大，所以盡管電機(jī)體積小，但由于轉(zhuǎn)速高輸出功率大，因此交直流兩用電動(dòng)機(jī)在洗衣機(jī)、吸塵器、排風(fēng)扇等家用電器中得以應(yīng)用。
交、直流兩用電動(dòng)機(jī)的內(nèi)在結(jié)構(gòu)與單純直流電機(jī)無(wú)大差異，均由電機(jī)電刷經(jīng)換向器將電流輸入電樞繞組，其磁場(chǎng)繞組與電樞繞組構(gòu)成串聯(lián)形式。為了充分減少轉(zhuǎn)子高速運(yùn)行時(shí)電刷與換向器間產(chǎn)生的電火花干擾，而將電機(jī)的磁場(chǎng)線圈制成左右兩只，分別串聯(lián)在電樞兩側(cè)。兩用電機(jī)的轉(zhuǎn)向切換很方便，只要切換開(kāi)關(guān)將磁場(chǎng)線圈反接，即能實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)子的逆轉(zhuǎn)或順轉(zhuǎn)。
在家用電器電機(jī)類中還有一種直流微型電動(dòng)機(jī)。該電機(jī)在錄音機(jī)、隨身聽(tīng)、錄像機(jī)、打印機(jī)、傳真機(jī)等家用電器中廣泛應(yīng)用。直流微型電機(jī)由于定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組之間的串接形式不同，又可分為并激、串激、復(fù)激等幾種類別。
應(yīng)用在家用電器中的電機(jī)，其定子繞組的轉(zhuǎn)子，繞組之間的串接一般采用并激形式，即電機(jī)的定子磁場(chǎng)線圈與電樞繞組線圈并聯(lián)后接到電源上。當(dāng)通電后電機(jī)可保持磁場(chǎng)恒定，并利用電樞電路控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。這種直流電機(jī)的最大特點(diǎn)是當(dāng)負(fù)載產(chǎn)生波動(dòng)變化時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速保持定速狀態(tài)。
此外，在直流電動(dòng)機(jī)中還有一種結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單、用在玩具上的電機(jī)，這種電機(jī)是用永久磁鐵作固定磁場(chǎng)的電動(dòng)機(jī)，在電子玩具、電動(dòng)剃須刀、微型按摩器等日用小電器中得以廣泛應(yīng)用。