详解旧风扇不动拨叶片就转的原理_单相异步电机原理

炎炎夏日 , 电风扇是老百姓家里降温祛暑的必备良品 , 不过 , 相信多数人都遇到过这种情况 , 电风扇接通了电源 , 按下开关 , 风叶竟然不动?换几档都不行!但只要拨一下风扇叶片 , 马上就转起来了 。这是怎么回事呢?


一般家用电风扇都是单相交流220V供电 , 所用的电机为单相异步电机 , 这种电机具有结构简单 , 成本低廉、运行等一系列的有点 , 所以广泛应用于如电风扇、洗衣机、电冰箱、空调等家电中 。那么单相电机的运行原理又是怎么样的呢?
【详解旧风扇不动拨叶片就转的原理_单相异步电机原理】


当单相电机定子绕组通过正弦电流时 , 电机产生一个交变磁场 , 这个磁场的强弱和方向随时间作正弦规律变化 , 但方位是固定的 , 这个磁场是交变脉动磁场 。这个交变脉动磁场可分解为两个以相同转速、旋转方向互为相反的旋转磁场 , 当转子静止时 , 这两个旋转磁场在转子中产生两个大小相等、方向相反的转矩 , 使得合成转矩为零 , 所以电机无法旋转 。当我们用外力使电动机向某一方向旋转时(如顺时针方向旋转) , 这时转子与顺时针旋转方向的旋转磁场间的切割磁力线运动变小;转子与逆时针旋转方向的旋转磁场间的切割磁力线运动变大 , 转子所产生的总的电磁转矩将不再是零 , 转子将顺着推动方向旋转起来 。   
图 1  脉动磁场分成两个转向相反的旋转磁场
这下似乎明白了 , 但为什么电风扇刚买回来的时候 , 不需要拨就可以转?总不能让我以后每次开电风扇都去拨一下吧?那多麻烦 , 而且危险!别着急 , 咱们接着分析 。
图 2 电容分相式异步电动机的接线原理图
要使单相电机能自动旋转起来 , 我们在定子中加上一个启动绕组 , 启动绕组与主绕组在空间上相差90度 , 启动绕组串接一个合适的电容 , 使得与主绕组的电流在相位上近似相差90度 , 就是分相 。这样两个在时间上相差90度的电流通入两个在空间上相差90度的绕组 , 将会在空间上产生(两相)旋转磁场 , 在这个旋转磁场作用下 , 转子就能自动启动旋转起来 。
图 3 两相旋转磁场
图 4  两相电流波形
现在可以知道了吧?电风扇启动不起来 , 但一拨就转 , 绝大部分原因就是启动电容老化 , 容量降低 , 不足以提供电机启动所需要的旋转磁场 , 遇到这种情况 , 果断换个新的启动电容 , 电风扇一定会如“激活”了一般快速运转起来!

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