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为什么家用电器的电机大都选用罩极电机,有什么优点?

发布人:管理员 日期:2020-10-13

罩极电机是一种简单的自起动交流单相感应电机,是一种小型鼠笼式电机,其中一个辅助绕住被铜环围绕,铜环也被称为罩极环或蔽极环,这个铜环用作电机的二次绕组。罩极电机的显着特点是结构非常简单,没有离心开关,罩极电机的功率损耗很大,电机功率因数低,起动转矩也很低。它们的设计保持小体积,具有低功率额定值。电机的速度与应用于电机的电源频率一样精确,这些电机经常被用来驱动钟表。罩极电机仅在一个特定方向旋转,电机不可能反向转动,罩极线圈产生的损耗,电机效率较低,其结构简单,这些电机广泛应用家用风扇风机和其他小容量电器中。

罩极电机工作原理

罩极电机是一种交流单相感应电机,辅助绕组由铜环组成,称为罩极线圈,线圈中的电流延迟磁通量在磁极那部分的相位,以便提供旋转磁场,旋转方向是从非罩极到罩极环。

罩极线圈(环)的设计使磁极的轴线偏离主极磁极的轴线,磁场线圈和附加的罩极线圈来产生微弱的旋转磁场。当定子通电时,磁极主体的磁通量在罩极线圈中产生电压罩极线圈充当变压器的二次绕组。变压器二次绕组中的电流与一次绕组中的电流不同步,罩极磁通量与主极磁通量不同步。

在罩极电机中,转子被放置在一个简单的c型芯中,每根磁极的一半被一个罩极线圈覆盖,当交流电流通过供电线圈时,会产生脉动磁通。当通过遮光线圈的磁通量变化时,罩极线圈中会感应到电压和电流,从而与来自电源线圈的磁通量变化相对应。因此,罩极线圈下的磁通量滞后于线圈其余部分的磁通量。通过转子在磁通中产生一个小的旋转,从而使转子旋转,下图为在用有限元分析得到的磁通线。

罩极电机结构

转子及其相关的减速齿轮系被包裹在铝、铜或塑料外壳中,封闭的转子通过外壳被磁力驱动,这种齿轮马达通常都有最终输出轴或齿轮从600转/分旋转到每小时1/168转(每周1转)。由于通常没有明确的启动机制,由恒频电源供电的电动机转子必须非常轻,以便能够在电源频率的一个周期内达到运行速度,转子可以配备鼠笼,使得电机像感应电机一样启动,一旦转子被拉到与其磁铁同步,鼠笼中没有感应电流,因此在操作中不再起作用,变频控制的使用使得罩极电机能够缓慢启动并传递更多的转矩。

罩极电机转速

罩极电机转速取决于电机的设计,同步速度(定子磁场旋转的速度)由输入交流电源的频率和定子中的极数决定。线圈的极数越多,同步速度越慢,外加电压频率越高,同步转速越高,频率和极数都不是变量,60hz电机的常用同步转速为3600、1800、1200和900转/分,这取决于原始设计中的极数。

结论

由于起动转矩很低,不能产生足够的扭矩来转动大型设备,罩极电机只能制造较小的尺寸,低于50瓦,低成本和简单适用于小型风扇,空气循环和其他低扭矩应用。通过串联电抗以限制电流和转矩,或通过切换电机线圈匝数,可以降低电机转速。
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