《电机在空调中的应用》特种电机及其驱动技术大作业

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无刷直流电机在汽车电动空调中应用

无刷直流电机在汽车电动空调中应用

无刷直流电机在汽车电动空调中的应用韩则胤,邱少杰,陈阳生(1浙江大学浙江杭州310027;2精雷电器有限公司浙江湖州313103)O引言随着国内汽车制造业的飞速发展,汽车空调已经成为整车必不可少的一个子系统,并在近几年获得了快速的发展。

目前,我国在乘用车上汽车空调配置率已接近百分之百。

汽车空调舒适性、可靠性及安全性的要求已成为消费者决定购车意向的重要选择依据。

特别是随着国际社会对石油危机和全球变暖等问题的日益关注,对于汽车空调环保和节能的要求也越来越高。

目前传统汽车空调压缩机由汽车发动机直接带动,存在消耗发动机功率、转速变化范围过大、工作环境恶劣、整体效率低等诸多问题。

国外一些新的环保规定,如强制降低怠速排放的要求,长途运输车辆在停车处使用当地电源,不开油机等等。

这都为新型电动空调的使用提供了机会。

同时,随着公众节能和环保意识的提高,一些符合节能、环保要求的新能源汽车(电动汽车、混合动力)的发展前景被人们看好,而一种节能、高效、性能可靠的电动空调产品,对占领新一代汽车的空调市场显得至关重要。

电动空调压缩机由电机、电子控制单元Ecu(Electronic contr0I unit)和压缩机组成。

电机驱动压缩机,而Ecu控制电机出力和运行。

永磁无刷直流电机以其小体积、高性能、结构简单、出力大等特点受到了许多行业的青睐,在一些要求高性能和高精度的控制领域更是得到了广泛的重视。

今天,在汽车行业,电机的应用越来越广泛,一部汽车上使用的电机数量会有上百台,这其中大部分以直流电机为主。

但是,直流电机的一个最大问题就是电刷的使用,这使电机的体积变大,而电刷又需要频繁的更换。

无刷直流电机通过Ecu来控制电机的电子换相,从而取消了电刷,消除了更换电刷的顾虑,延长了电机的使用寿命。

而电子换相过程中的另一个问题,即需要得到转子位置,也得到了广泛的研究。

采用霍尔传感器或光电编码器等获得转子位置是一种可靠的方法,但是这一方面增加了成本,另一方面由于霍尔传感器等的使用温度范围也限制了在恶劣环境中的应用。

电机驱动系统在家电设计中的应用

电机驱动系统在家电设计中的应用

电机驱动系统在家电设计中的应用家电行业是现代社会中不可或缺的一部分,家电产品的功能和性能直接影响着人们日常生活的质量和便利程度。

而电机驱动系统作为家电产品的核心部件之一,在家电设计中扮演着重要的角色。

本文将从不同家电产品的角度,探讨电机驱动系统在家电设计中的应用。

首先,电机驱动系统在空调设计中的应用。

空调作为家庭和办公场所最常用的家电之一,其稳定、高效的工作效果必须依赖于电机驱动系统的精确控制。

在空调中,电机驱动系统负责控制压缩机、风扇和阀门等组件的运行。

通过电机驱动系统对这些组件的速度、转向和功率进行精确控制,空调可以根据用户要求实现温度调节、湿度控制等功能,提供舒适的室内环境。

其次,电机驱动系统在洗衣机设计中的应用。

洗衣机是家庭必备的家电之一,而电机驱动系统则是洗衣机能够实现搅拌、排水和离心等功能的关键。

在洗衣机中,电机驱动系统通过传动带、减速机和电子控制器等部件将电能转化为机械能,驱动洗衣机的搅拌器、水泵和离心机等组件的运行。

通过电机驱动系统的精确控制,洗衣机可以根据衣物种类、脏污程度等要求,实现不同的洗涤程序,提供干净、方便的洗衣体验。

另外,电机驱动系统在冰箱设计中的应用也十分重要。

冰箱作为家庭中储存食物和保鲜食材的必备之物,其冷却功能依赖于电机驱动系统的运作。

在冰箱中,电机驱动系统通过控制压缩机和风扇等组件的转速和功率,实现冷却循环系统的运行。

电机驱动系统精确的控制能够使冰箱保持均匀的温度分布,避免食物变质和损坏,保持食物的新鲜度和质量。

此外,电机驱动系统在吸尘器设计中也扮演着重要的角色。

吸尘器作为家居清洁的利器,其高效吸尘功能离不开电机驱动系统的支持。

在吸尘器中,电机驱动系统通过控制吸风和运转机构的转速和功率,实现强力吸尘的效果。

通过电机驱动系统的精确控制,吸尘器可以应对不同地面材质、清洁要求,提供高效而舒适的清洁体验。

最后,电机驱动系统在电饭煲设计中的应用也不可忽视。

电饭煲作为厨房中最常见的家电之一,其煮饭功能离不开电机驱动系统的协助。

电动机分类及工作原理 用途 他励

电动机分类及工作原理 用途 他励

电动机分类及工作原理用途他励
电动机主要可以分为直流电动机和交流电动机两大类。

直流电
动机又可以分为分别励直流电动机和串联励直流电动机。

交流电动
机主要有感应电动机和同步电动机。

直流电动机的工作原理是利用直流电流在磁场中产生转矩,使
电动机产生旋转运动。

直流电动机通常由定子和转子两部分组成,
定子产生磁场,转子受到磁场的作用产生转矩。

在直流电动机中,
分别励直流电动机的磁场和电枢回路是并联的,而串联励直流电动
机的磁场和电枢回路是串联的。

交流电动机的工作原理是利用交流电流在磁场中产生旋转磁场,从而使电动机产生旋转运动。

感应电动机的转子是由磁场感应产生
转矩,而同步电动机的转子与旋转磁场同步运动。

电动机的用途非常广泛,包括但不限于工业生产中的机械设备
驱动、交通工具的动力源、家用电器中的驱动装置等。

电动机在现
代社会中扮演着非常重要的角色,几乎无处不在。

而“他励”是指电动机的励磁来源于外部电源,而不是电动机
自身的电源。

他励电动机通常需要外部电源来提供励磁电流,以产生磁场,从而使电动机正常工作。

这种类型的电动机通常用于需要精确控制磁场的场合,例如一些特殊的工业设备和科学实验中。

特种作业的范围

特种作业的范围

特种作业的范围锅炉、压力容器(含气瓶)、压力管道、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施、场(厂)内机动车辆等特种设备的作业人员及其相关管理人员统称特种设备作业人员。

从事特种设备作业的人员应当依据《特种设备安全监察条例》和《特种设备作业人员监督管理办法》的规定,经考核合格取得《特种设备作业人员证》,方可从事相应的作业或者管理工作。

特种设备作业人员主要包括:锅炉操作人员、锅炉水处理人员,压力容器操作人员、医用氧舱管理人员、气瓶充装人员,电梯操作人员、维修保养人员,起重机械操作人员,游乐设施操作人员,客运索道操作人员,特种设备焊接人员,特种设备管理人员。

3、特种作业人员指从事下列17类特种作业的人员。

(1)电工作业。

含发电、送电、变电、配电工,电气设备的安装、运行、检修(维修)、试验工,矿山井下电钳工。

(2)金属焊接、切割作业。

含焊接工,切切割工。

(3)起重机械作业。

含起重机械司机,司索工,信号指挥工,安装与维修工。

(4)企业内机动车辆驾驶。

含在企业内及码头、货场等生产作业区域和施工现场行驶的各类机动车辆的驾驶人员。

(5)登高架设作业。

含2米以上登高架设、拆除、维修工,高层建(构)筑物表面清洗工。

(6)锅炉作业(含水质化验)。

含承压锅炉的操作工,锅炉水质化验工。

(7)压力容器作业。

含压力容器罐装工、检验工、运输押运工,大型空气压缩机操作工。

(8)制冷作业。

含制冷设备安装工、操作工、维修工。

(9)爆破作业。

含地面工程爆破、井下爆破工。

(10)矿山通风作业。

含主扇风机操作工,瓦斯抽放工,通风安全监测工,测风测尘工。

(11)矿山排水作业。

含矿井主排水泵工,尾矿坝作业工。

(12)矿山安全检查作业。

含安全检查工,瓦斯检验工,电器设备防爆检查工。

(13)矿山提升运输作业。

含主提升机操作工,(上、下山)绞车操作工,固定胶带输送机操作工,信号工,拥罐(把钩)工。

(14)采掘(剥)作业。

含采煤机司机,掘进机司机,耙岩机司机,凿岩机司机。

高效节能电机技术在冷链设备中的应用

高效节能电机技术在冷链设备中的应用

高效节能电机技术在冷链设备中的应用随着人们对食品安全和质量的要求越来越高,冷链物流逐渐成为食品行业中不可或缺的一环。

冷链设备作为冷藏、冷冻和运输食品的关键工具,对能源的消耗也提出了更高的要求。

因此,高效节能电机技术的应用成为提高冷链设备能效的重要手段。

一、高效节能电机技术的概述高效节能电机技术是在传统电机技术的基础上,通过优化设计和制造工艺,减少能量损耗并提高能源利用效率的新兴技术。

相对于传统电机技术,采用高效节能电机技术可以显著降低能源消耗和二氧化碳排放量。

具体实施高效节能电机技术主要包括以下几个方面:1. 用途广泛:高效节能电机技术适用于各类电动设备,涵盖了食品行业中的冷链设备、制冷设备、通风设备等。

2. 优化设计:通过改进电机的结构设计和材料选择,降低电机的电阻损耗和机械损耗,提高电机的效率。

3. 变频调速技术:通过应用变频调速技术,使电机能够根据实际负荷变化自动调整转速和电源输入,实现节能目的。

4. 高温超导技术:高温超导材料的引入可以提高电机的传输效率,减少能量损耗,同时还能降低电机的体积和重量。

二、冷链设备作为保障食品质量和安全的重要环节,其能效的提升对于减少能源消耗和环境保护具有重要意义。

以下是高效节能电机技术在冷链设备中的应用案例:1. 制冷设备中的高效节能电机制冷设备中的压缩机通常使用交流电机驱动,通过采用高效节能电机可以有效降低能源消耗。

此外,结合变频调速技术,可以根据冷藏箱内的温度变化,自动调整电机转速,减少能量浪费。

2. 冷冻设备中的高效节能电机冷冻设备中的电机通常需要长时间运行,因此电机的能效对能源的消耗具有直接影响。

采用高效节能电机可以降低能量损耗,减少运行成本。

同时,加装变频器可以根据需求调整电机的转速,使得冷冻设备在保持低温的同时,节约能源。

3. 通风设备中的高效节能电机通风设备在冷链设备中起到循环空气和保持稳定温度的作用,因此电机的能效对于整个冷链系统的能耗非常关键。

高效节能电机技术在制冷设备中的应用

高效节能电机技术在制冷设备中的应用

高效节能电机技术在制冷设备中的应用随着能源资源的日益减少和环境污染的不断加剧,节能和环保已成为全球关注的焦点。

制冷设备作为能耗较高的行业之一,在实现高效节能方面有着巨大的潜力。

高效节能电机技术作为一项关键技术,正在逐渐应用于各类制冷设备中,为节能减排事业做出了重要贡献。

一、高效节能电机技术的概念和发展高效节能电机技术是指通过改进电机的设计和制造工艺,提高电机的效率和降低能量损耗的技术。

与传统电机相比,高效节能电机技术具有更高的转换效率和更低的功率损耗,能够在相同的运行条件下提供更大的转矩输出或较高的转速。

在电动机领域,高效节能电机技术主要体现在以下几个方面的改进:1. 电磁设计改进:通过改进电磁设计,提高电机的磁场分布和磁路结构,减少磁阻损耗,降低电机发热。

2. 材料选择与制造工艺改进:采用高性能的磁性材料和导电材料,提高材料的导电和磁导率,减少能量损耗;采用新型制造工艺,提高电机的加工精度和部件配合度,减少摩擦损耗和机械损耗。

3. 控制系统优化:通过采用先进的控制系统,优化电机的工作状态和调速性能,减少无效功率的损耗,提高系统的整体效率。

二、1. 高效节能压缩机电机制冷设备中最重要的电机之一是压缩机电机。

传统的压缩机电机效率较低,能量损耗较大。

而采用高效节能电机技术的压缩机电机,通过改进电磁设计和材料选择,不仅提高了电机的效率,还降低了能量损耗,使得制冷设备的整体效率得到了显著提升。

2. 高效节能风机电机制冷设备中的风叶、冷却风机等需要驱动电机的部件也是能耗较高的。

采用高效节能电机技术的风机电机可以显著降低能耗,提高空气流动效率,从而减少了系统的能源消耗,提高了制冷设备的制冷效果。

3. 高效节能传动系统制冷设备中的传动系统通常包括电机、齿轮箱和传动皮带等部件。

传统的传动系统能效较低,能量损耗较大。

而采用高效节能电机技术的传动系统,通过优化齿轮设计和减少皮带摩擦等措施,降低了传动过程中的能量损耗,提高了制冷设备的整体效率。

电机应用的例子

电机应用的例子

电机应用的例子
1. 你知道吗,那电风扇“呼呼”转个不停,让夏天也变得凉爽起来,这可全靠电机呀!这不就是电机应用的一个超棒例子嘛。

2. 哎呀呀,想想看那电动汽车在路上飞驰,动力十足,这背后不就是电机在默默奉献嘛,多厉害的应用呀!
3. 嘿,家里的洗衣机“轰轰”地工作着,把衣服洗得干干净净,这电机的应用可真是太贴心啦,不是吗?
4. 哇塞,公园里的旋转木马,带着小朋友们开心地转呀转,全靠电机才能有这样的欢乐,这也是电机应用的有趣例子呀!
5. 你瞧,那工厂里的大型机械臂灵活地舞动着,生产出各种产品,电机在这当中起着至关重要的作用呢,这是多牛的应用!
6. 哈哈哈,电动牙刷在嘴里“嗡嗡”震动,帮我们把牙齿清洁得白白净净,这也是电机的功劳呀,多神奇的应用。

7. 嘿哟,自动门缓缓打开又关上,给我们带来便利,这可都是电机的杰作呀,多棒的应用实例对不对?
8. 哎哟喂,那无人机在空中自由翱翔,拍摄出美丽的画面,这少不了电机呀,这可不是超酷的电机应用嘛。

9. 咱平心而论,电机的应用真的是无处不在呀,从小小的生活用品到大大的工业设备,都有它的身影,它真的给我们的生活带来了太多的改变和便利呀!。

特种作业考试制冷与空调作业制冷与空调设备运行操作(试卷编号211)

特种作业考试制冷与空调作业制冷与空调设备运行操作(试卷编号211)

特种作业考试制冷与空调作业制冷与空调设备运行操作(试卷编号211)1.[单选题]为了防止溴化锂吸收式机组在运行过程中溶液产生结晶,通常在发生器浓溶液出口端设有()装置。

A)自动加热B)自动稀释C)自动融晶答案:C解析:溶液结晶是溴化锂吸收式制冷机组常见故障。

为了防止机组在运行过程中溶液产生结晶,通常在发生器浓溶液出口端设有自动融晶装置。

此外,为了避免机组停机后溶液结晶,还设有机组停机时的自动稀释装置。

融晶时,机组冷剂水减少,且需要很长的一段时间。

此时,机组性能将大幅降低。

因此,机组在运行过程中应尽量避免结晶情况的发生。

2.[单选题]心式制冷机组空运转试验时机器的惯性转动时间应不少于()s。

A)120B)60C)45答案:C解析:起动主电动机,使机组在空负荷下运转2min,检查各部位工作是否正常,有无异常声响,停车时注意观察电动机转子的惯性。

空运转试验的要求是:在油泵压力下油管路接头无漏油现象,油室内泊位没有明显的降低,油温不超过65°C。

机器运转时应平稳,声音正常,应无叶轮与气封、流道的摩擦声和其他不正常声响。

停机时,机器的惯,注转动时间应不少于45s。

3.[单选题]氨液如果溅到人体,将吸收人体表面的热量发生汽化,对人体造成()。

A)窒息B)冻伤C)烫伤答案:B解析:4.[单选题]高危企业新职工安全培训合格后,要在经验丰富的工人师傅带领下,实习至少()个月后方可独立上岗。

A)2B)1C)3答案:A解析:5.[单选题]氨制冷系统中的温度控制器的安装要求是()。

C)视现场情况确定答案:A解析:温度控制器的安装除应符合设计文件和设备技术文件的规定外,尚应满足下列要求: 1.温度控制器应垂直安装。

2.冷库用温度控制器的感温元件应安装在具有代表性温度的地方,其周围介质具有良好的流动性。

3.安装于管道或密封容器内的感温元件应按设计文件的要求放在充有冷冻油的套管中6.[单选题]制冷设备操作安全管理包括()。

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本科生课程大作业报告课程名称:特种电机及其驱动技术题目:电机在空调中的应用姓名:学号:学院:电气工程学院专业:电气工程及其自动化指导教师:目录1 概述 (2)1.1 电机简介 (2)1.2空调电机的基本要求 (3)2 空调用电机原理 (3)2.1 压缩机电机 (3)2.1.1 异步电动机特点及其控制系统 (4)2.1.2单相异步电机 (4)2.1.3 三相异步电机 (5)2.2 空调风扇电机 (7)2.3 其它装置用电机 (9)2.4 步进电机在空调中的应用 (9)2.4.1 步进电机简介 (9)2.4.2 步进电机在空调中的应用 (10)2.5 永磁同步电机在空调中的应用 (11)2.5.1 永磁同步电机工作原理及其特点 (11)2.5.2 永磁同步电机在空调中的应用 (12)2.6 无刷直流电机在空调中的应用 (13)2.6.1 无刷直流电机简介 (13)2.6.2 无刷直流电机在空调中的应用 (14)3 空调中常用电机性能比较 (14)4 结论与展望 (15)电机在空调中的应用电机(Electric Machine),是机械能与电能之间转换装置的统称。

转换是双向的,大部分应用的是电磁感应原理。

由机械能转换成电能的电机,通常称做“发电机”;把电能转换成机械能的电机,被称做“电动机”。

电机在生活中的应用非常广泛,在家庭中一般属于驱动型电机。

驱动用电动机可划分:电动工具(包括钻孔、抛光、磨光、开槽、切割、扩孔等工具)用电动机、家电(包括洗衣机、电风扇、电冰箱、空调器、录音机、录像机、影碟机、吸尘器、照相机、电吹风、电动剃须刀等)用电动机及其它通用小型机械设备(包括各种小型机床、小型机械、医疗器械、电子仪器等)用电动机。

家用电动机主要是小功率电机,家庭中凡有转动件的,都是由电机来驱动的,如:空调室内机风扇电机、室外风扇电机、空气压缩机、室内机转页电机等。

家用电器的性能与所匹配的电机有着直接的关系,电机的效率、功率因数、调速范围及噪声与家电的节能环保有着密切的关系。

本文着重讨论电机在空调中的典型应用。

1 概述空调即空气调节器(Air Conditioner),是指用人工手段,对建筑/构筑物内环境空气的温度、湿度、洁净度、速度等参数进行调节和控制的过程。

一般包括冷源/热源设备,冷热介质输配系统,末端装置等几大部分和其他辅助设备。

主要包括水泵、风机和管路系统。

末端装置则负责利用输配来的冷热量,具体处理空气,使目标环境的空气参数达到要求。

空调的结构包括压缩机、冷凝器、蒸发器、风扇、四通阀、单向阀毛细管组件。

空调中的驱动电机主要有4个。

一个是在压缩机里做功,起到循环制冷剂的作用;一个是在室外机里,带动风扇给压机、冷凝器降温;一个是在室内机里,带动风扇把蒸发器的“冷”给吹出来;一个是室内机百叶窗的调整电机。

1.1 电机简介电机是应用电磁感应原理运行的旋转电磁机械,用于实现电能向机械能的转换。

运行时从电系统吸收电功率,向机械系统输出机械功率。

电机驱动系统主要由电机、控制器(逆变器)构成,驱动电机和电机控制器所占的成本之比约为1:1,根据设计原理与分类方式的不同,电机的具体构造与成本构成也有所差异。

电机的控制系统主要起到调节电机运行状态,使其满足整车不同运行要求的目的。

针对不同类型的电机,控制系统的原理与方式有很大差别。

图1.1-1 电动机驱动系统的基本组成框图图1.1-2 电机的分类(按原理)1.2空调电机的基本要求根据空调的工作环境、功能要求、性能要求等,用于空调的电机须有以下基本特点:1. 电机结构紧凑、尺寸尽量小,封装尺寸有限,必须根据具体产品进行特殊设计。

2. 重量尽量轻,以减轻整体重量。

增加电机与整体的适配性。

3. 可靠性高、失效模式可控。

4. 提供良好的力矩控制,动态性能较好。

5. 效率高,低功率损耗。

6. 成本低,以整体费用。

7. 调速范围合适。

8. 节能环保。

9. 环境适应性好。

10. 结构简单,价格低廉,适合大批量生产,运行时噪声低,使用维修方便。

2 空调用电机原理空调器的驱动电机有压缩机、风扇电机(轴流风机和贯流风机)、摆动送风叶片(步进电机和同步电机)等部件电机驱动。

2.1 压缩机电机空调压缩机是制冷系统中的心脏,其驱动电机的性能和质量举足轻重。

设计该电动机的就要使其既能在压缩机中长期稳定地工作,又能同压缩机体达到最佳的匹配,从而提高压缩机的性能指标,获得最好的经济效益。

空调压缩机电机按其供电的相数,可分为三相和单相异步电动机,其中三相异步电动机主要用于3HP以上的大功率压缩机和变频压缩机,一般家用3HP以下的空调器压缩机大部分采用单相异步电动机,而该类单相异步电动机又可分为PSC(Permanent Split Capacitor )电动机和CSR (Capacitor Start and Run )电动机,前者电路简单,可靠性高,但起动转矩较小;后者由于使用了起动电容,所以起动转矩增大。

2.1.1 异步电动机特点及其控制系统感应电动机又称异步电动机,即转子置于旋转磁场中,在旋转磁场的作用下,获得一个转动力矩,因而转子转动。

转子是可转动的导体,通常多呈鼠笼状。

定子是电动机中不转动的部分,主要任务是产生一个旋转磁场。

旋转磁场并不是用机械方法来实现。

而是以交流电通于数对电磁铁中,使其磁极性质循环改变,故相当于一个旋转的磁场。

这种电动机并不像直流电动机有电刷或集电环,依据所用交流电的种类有单相电动机和三相电动机。

(1)异步电动机的特点异步电动机有下面的优点:结构紧凑、坚固耐用;运行可靠、维护方便;价格低廉,体积小、质量轻;环境适应性好;转矩脉动低,噪声低。

交流异步电动机成本低而且可靠性高,逆变器即便损坏而产生短路时也不会产生反电动势,所以不会出现急刹车的可能性。

三相笼型异步电动机的功率容量覆盖面很广,从零点几瓦到几千瓦。

它可以采用空气冷却或液体冷却方式,冷却自由度高、对环境的适应性好,并且能够实现再生制动。

与同样功率的直流电动机相比较,效率较高、重量约要轻一半左右。

同时它有下面的缺点:功率因数低,运行时必须从电网吸收无功电流来建立磁场;控制复杂,易受电机参数及负载变化的影响;转子不易散热;调速性能差,调速范围窄。

(2)异步电动机的控制系统由于交流三相感应电机不能直接使用直流电,因此需要逆变装置进行转换控制。

新能源汽车减速或制动时,电机处在发电制动状态,给蓄电池充电,实现机械能转换为电能。

在新能源汽车上,由功率半导体器件构成的PWM 功率逆变器把蓄电池电源提供的直流电变换为频率和幅值都可以调节的交流电。

三相异步电动机逆变器的控制方法主要有V/f恒定控制法、转差率控制法、矢量控制法和直接转矩控制法(DTC)。

20世纪90年代以前主要使用前两种控制方式,但是因转速控制范围小,转矩特性不理想,而对于需频繁起动、加减速的电动车并不适合。

现在,后两种控制方式目前处于主流的地位。

2.1.2单相异步电机空调器用单相压缩机有两个绕组,即启动绕组与运行绕组(主绕组),三个接线头,其中C为公共端,S为启动端,R为运行端,一般采用电容运行式(PSC)驱动,实行定速控制,其接线原理如图2.1-1所示。

图2.1-1 单相压缩机电机接线原理从图中可以看出,电机从启动到正常运行过程中,副绕组电路始终都串接一只电容,这样电器运行性能好,效率与功率因数高,工作可靠。

2.1.3 三相异步电机三相异步电机结构与单相电机类似,不同的是三相电机定子由3组完全对称的绕组组成,这三个绕组嵌在定子铁芯槽中,而且在空间分布上彼此错开120°电度角。

3 个绕组可接成Y形,亦可接成△形,当定子绕组中通入三相对称电流(即三相电流在时间位相上互差120°电度角)时,就会在定子、转子间的气隙产生旋转磁场,使转子因电磁感应而产生电磁转矩。

三相异步电动机结构简单,性能优良,转矩、效率与功率因数都较单相异步电动机高,所以功率较大的空调器,如柜式空调器压缩机多采用三相异步电机。

三相异步电动机不需要启动和运行电容就能自动形成旋转磁场,其Y形和△形接线原理如图2.2-1所示。

图2.1-2 三相压缩机Y形和△形接线原理三相异步电机多用于变频空调压缩机里。

同传统定频空调相比,变频空调具有节能效果明显、温度调节平稳、整个频率范围内运行噪声低等一系列优点,因而受到了用户的欢迎。

空调变频电机一般采用三相感应电机,它克服了传统定频空调中单相感应电机起动性能差、电磁噪声大、效率低的不足,可实现柔性起动、低电压运行,并随负荷变化自由调整转速,从而大大提高效率。

由于变频器供电的特点以及压缩机运行的特殊性,普通感应电机难以达到较好的运行性能,效率低,噪声大,甚至出现不能起动和高频下堵转,导致电机烧坏等问题。

常规电源直接供电的感应电机在运行过程中,由于磁通不可控制,功率因数一般较低;在低速下效率也达不到要求。

同时,为了满足起动特性,鼠笼式转子的槽形往往被设计成深槽或双鼠笼槽,利用起动时电流的集肤效应增大起动电阻,以满足其起动转矩并限制起动电流。

这样设计的电机具有以下三大缺点:1)转子漏抗大,直接影响到最大转矩;2)转子深槽占用了转子大量的空间,不利于电机的体积优化;3)各种深槽或双鼠笼槽结构使得电机在生产加工时面临很大的工艺问题,增加了生产成本。

变频器供电下感应电机运行条件则发生了根本的变化,电机运行时,随着逆变器的调频调压控制,机械特性曲线可以任意平移,这使得电机在低速时降低供电频率,可以把最大转矩调到起动点,使起动转矩等于最大转矩,同时降低了起动电流;通过调节电压和频率,可以找到一个最佳的滑差频率,使电机的某项性能(如效率、功率因数等)达到最优。

与此同时,由于变频电源的非正弦性,输出电压中含有高次谐波,电机运行时会在定、转子导体中产生集肤效应,使导体有效截面积减少,电阻增大,造成定、转子铜损耗增大,同时产生电磁噪声。

从变频器供电的特点可知,变频电机的设计可以不再考虑起动问题,转子槽不需设计为深槽,从而可以对电机整体尺寸进行优化;效率和功率因数可以在不同速度下都维持较高的水平,从而提高功率密度。

与此同时,电机必须考虑变频器谐波的影响,设计方案应该能尽量抑制谐波,此外还应该提高绝缘等级。

因此,变频电机的设计应和变频器供电条件结合起来,把电机和变频器作为系统进行综合考虑,使整体性能达到最优。

另外,根据空调压缩机驱动系统的工作特点,对所配套的变频电机有如下要求:➢调速范围要求不是很宽。

一般空调压缩机要求能在30~90hz的频率范围内平稳调速,一般不会运行在更低的频率下。

➢运行时要求低噪声,高效率。

➢为了防止堵转,电机在任何频率段运行时有较高的过载能力,为了达到这一点要求,电机在整个调速范围内采用恒转矩调速,最大转矩应该大于3倍额定转矩。

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