2021年09月09日 | 串励电动机的工作过程_串励电动机的调速原理

2021-09-09

　　串励电动机

　　单相串励电动机俗称串励电机或通用（UniversalMotor国外叫法），因电枢绕组和励磁绕组串联在一起工作而得名。单相串励电动机属于交、直流两用电动机，它既可以使用交流电源工作，也可以使用直流电源工作。

　　单相串励电机是一种目前已经应用非常广泛的电机，它的优点是由于它转速高、起动力矩大、体积小、重量轻、不容易堵转、适用电压范围很广，可以用调压的方法来调速，简单且易于实现。

　　串励电动机的工作过程

　　交流串励电动机的工作原理是建立在直流串励电动机基础上的，因此首先分析直流串励电动机的工作过程。

　　如图1励磁绕组与电枢绕组串联在一起，接在直流电源上。根据主磁通和电枢电流的方向，利用电动机左手定则，可以决定转子转动的方向。图1（a）中是逆时针方向旋转，如果将图1（a）的电源极性反过来则变为图1（b）所示的形式。由于是串励电动机，主磁通及电枢电流I将同时改变方向，根据电动机左手定则可知，在磁通和电枢电流同时改变方向的情况下，转子转向不变，仍为逆时针方向旋转。由此可以推论，一台直流串励电动机改接交流电压后，虽然电源极性在反复变化，但转子始终维持一恒定转向，因此也可以作为交流电动机运行，这就是单相交流串励电动机的原理。这种串励电动机若设计成可以应用在交、直流两种电源上，则称为通用电动机。

　　通用电动机的励磁绕组与电枢绕组有两种串联方式，如图2所示，这两种方式的电气性能是一样的。要改变通用电动机的旋转方向，只需将电枢绕组两端（或励磁绕组两端）的接线对调一下。通用电动机按交流方式使用时，所需励磁绕组匝数比按直流方式使用时所需的匝数少，所以励磁绕组常带有抽头，以便于使用。

　　串励电动机的调速原理

　　单相串励电机的调速，大多数采用调节电压的方法，就是改变电动势。根据其机械特性，影响电机转速的有电动势，磁通和电枢导体数。对于已经制成的电机，导体数已定，不能改变，所以不能采用这个方法，如果采用改变磁通的方法，就是要在激磁线圈处并联可调电阻，但此电阻消耗功率多，而且体积大，因此不是简单经济的方法。采用调节电压方法，采用可控硅调速技术，具有线路简单，元件体积小等特点，是一种简单有效的方法。

　　单相串励电机的电压调速方法采用的可控移相调压，利用可控硅的触发电压滞后于输入电压实现对输入电压的移相触发。在实现方法上有硬件和软件方式。在硬件设计上要得到可靠的电机速度控制，采用的专用集成电路作为控制线路，在电机转轴上装置速度传感器，以反馈转速信号，从而使电机调定的转速保持稳定，而不随负载而变化，但这些高性能的调速装置，由于线路复杂，成本高和体积大等原因，在实际的家电的速度控制中，没有竞争力。而采用软件方法，硬件上只需增加微处理，将控制算法程序写入微处理器，利用微处理器来触发可控硅的延时导通从而实现对串励电机的速度控制。这种方法的电路比较简单，应用单片机就可以完成，节省了成本。所以在实际的应用中，多采用这种方法。

　　根据可控移相整流的方法，有全波整流和半波整流两种，同样的串励电机的调速方法也有全波可控移相整流和半波之分。采用半波整流的方式，在交流电源正弦信号的正半周期内，由可控硅的特性中，当延迟时间给其一适当正脉冲信号，可控硅导通，串励电机从而获得电源激励而工作。不同的延迟时间对应的不同的电压激励，电机就会输出不同的速度，从而实现速度控制。全波方式的原理和半波是一样的，采用双向可控硅，在交流正弦信号的负半周期内，通过给出可控硅的控制脉冲，实现对系统输入电源电压的控制。这样的话，在一个电源周期内，对电机的速度信号进行两次调节，能够提高系统的反应速度，及时对电机速度的调节使电机的运行更加平稳，调速范围更广。

串励电动机工作过程调速原理

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