单相串励电动机
单相交流串励电动机分解课件
通过改变电机的输入电压或电流的大小，可以改变电机内部的磁场强度，从而 改变电机的输出转矩和转速，实现电机的控制。
制动与反转
制动方式
单相交流串励电动机通常采用能耗制动方式进行制动，即将电机的工作绕组短接 ，使电机迅速停止转动。
反转原理
要使单相交流串励电动机反转，只需将电源的相序改变即可，即将原来加在电机 工作绕组上的电源相序反接，使电机反转。
如发现电动机运行声音异 常或有焦味，可能是绕组 短路或断路，需及时停机 检查并修复。
轴承故障
轴承损坏或润滑不足会导 致电动机振动或异响，需 更换轴承或增加润滑。
电源故障
电源线接触不良或断路可 能导致电动机无法启动或 运行不稳定，需检查电源 线路并进行修复。
Part
05
单相交流串励电动机的发展趋 势与未来展望
工作原理
当定子的磁场发生变化时 ，转子受到磁力的作用， 开始旋转。
换向器
作用
换向器的作用是改变电流的方向 ，以使得电动机能够持续旋转。
组成
换向器主要由换向片和电刷组成， 换向片固定在转子上，电刷则固定 ，使得电刷不断地改变电流的方向 ，从而使得电动机能够持续旋转。
未来发展前景
市场需求持续增长
随着社会经济的发展和科技的进步，单相交流串励电动机 在各个领域的应用将更加广泛，市场需求将持续增长。
技术创新推动产业发展
未来，技术创新将继续推动单相交流串励电动机产业的发 展，提高产品质量和技术水平。
环保和节能要求提高
随着环保意识的提高和节能减排政策的实施，单相交流串 励电动机的环保和节能性能将受到更多关注，产业将迎来 更多发展机遇。
THANKS
感谢您的观看
Part
电动机分类
电动机及其分类电动机也称电机（俗称马达），在电路中用字母“M”（旧标准用“D”）表示。
它的主要作用是产生驱动力矩，作为用电器或小型机械的动力源。
本文介绍的电动机为家用电器或电子产品中使用的小功率电动机，即所谓的微电机。
（一）电动机的种类电动机有多种类型。
1．按工作电源分类根据电动机工作电源的不同，可分为直流电动机和交流电动机。
其中交流电动机还分为单相电动机和三相电动机。
2．按结构及工作原理分类电动机按结构及工作原理可分为异步电动机和同步电动机。
同步电动机还可分为永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同电动机。
异步电动机可分为感应电动机和交流换向器电动机。
感应电动机又分为三相异步电动机、单相异步电动机和罩极异步电动机。
交流换向器电动机又分为单相串励电动机、交直流两用电动机和推斥电动机。
直流电动机按结构及工作原理可分为无刷直流电动机和有刷直流电动机。
有刷直流电动机可分为永磁直流电动机和电磁直流电动机。
电磁直流电动机又分为串励直流电动机、并励直流电动机、他励直流电动机和复励直流电动机。
永磁直流电动机又分为稀土永磁直流电动机、铁氧体永磁直流电动机和铝镍钴永磁直流电动机。
3．按起动与运行方式分类电动机按起动与运行方式可分为电容起动式电动机、电容盍式电动机、电容起动运转式电动机和分相式电动机。
4．按用途分类电动机按用途可分为驱动用电动机和控制用电动机。
驱动用电动机又分为电动工具（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。
控制用电动机又分为步进电动机和伺服电动机等。
5．按转子的结构分类电动机按转子的结构可分为笼型感应电动机（旧标准称为鼠笼型异步电动机）和绕线转子感应电动机（旧标准称为绕线型异步电动机）。
6．按运转速度分类电动机按运转速度可分为高速电动机、低速电动机、恒速电动机、调速电动机。
单相串激电动机常见故障
单相串激电动机常见故障
单相串激电动机常见故障包括：
1. 绕组烧坏：由于过载、电压过高或绝缘老化等原因，导致绕组烧坏。
2. 电刷磨损：电刷长时间使用会磨损，导致电机无法正常工作。
3. 轴承损坏：长时间使用或受到外力冲击，轴承可能会损坏，导致电机转动不灵活或产生异常噪音。
4. 绕组短路或开路：由于绝缘老化或外部因素破坏，绕组可能会出现短路或开路的情况，导致电机无法正常工作。
5. 电机转子不良：转子可能存在制造缺陷或损坏，导致电机无法正常运转或产生振动。
6. 电源故障：电机所接收的电源电压不稳定或提供的电源质量差，都可能导致电机故障。
7. 电机启动困难：由于起动电容器故障、开关损坏等原因，电机可能会出现启动困难。
8. 机械连接松动：电机的机械连接部分（如螺栓、紧固件等）如果松动，会导致电机运转不稳定或产生噪音。
以上仅列举了一些常见故障，具体故障还可能由其他因素引起，因此需要专业人员进行维修和排查。
单相串励电动机接线方法
单相串励电动机接线方法电动机是现代工业生产中不可或缺的设备之一，它能够将电能转化为机械能，为生产加工提供动力。
在众多类型的电动机中，单相串励电动机是一种常见的型号，它的接线方法对于电动机的正常运行具有至关重要的作用。
本文将详细介绍单相串励电动机的接线方法。
一、单相串励电动机的概述单相串励电动机是一种常见的电动机类型，它的结构简单，使用方便，价格相对较低。
单相串励电动机的工作原理是通过电流的变化来改变磁场的方向，从而使电动机的转子产生旋转力矩，实现机械能的转换。
该型号电动机的结构由定子、转子、电刷和电容器组成，其中定子和转子的绕组都是串联的。
二、单相串励电动机的接线方法单相串励电动机的接线方法对于电动机的正常运行至关重要，正确的接线方式可以有效地避免电机的损坏和故障。
下面我们将详细介绍单相串励电动机的接线方法。
1. 接线前的准备在进行单相串励电动机的接线之前，需要对电机进行一些准备工作。
首先需要检查电机的绕组和电容器是否正常，是否存在短路和断路等问题。
其次需要检查电机的电刷是否磨损，是否需要更换。
最后需要准备好接线所需的工具和材料，如绝缘胶带、电线等。
2. 接线步骤单相串励电动机的接线过程相对简单，主要分为以下几步：（1）将电机的电容器、电刷和绕组接线端分别标记出来。
（2）将电容器的两个端子分别与电机的两个绕组接线端相连，连接时需要注意极性。
（3）将电刷的两个端子分别与电机的两个绕组接线端相连，连接时需要注意极性。
（4）将电机的一端绕组的一端接地，另一端与电源相连。
（5）将电机的另一端绕组的一端接地，另一端与电源相连。
（6）用绝缘胶带将接线处进行绝缘，确保安全可靠。
3. 接线注意事项在进行单相串励电动机的接线过程中，需要注意以下几点：（1）接线时需要注意电机的极性，确保电机的正负极正确连接。
（2）接线前需要检查电机的绕组、电容器和电刷是否正常，避免因故障而导致电机损坏。
（3）接线时需要使用绝缘工具，确保接线处的安全可靠。
串励电机火花产生原因及改善的方法
串励电机火花产生原因及改善的方法电动工其２００６（１）串励电机火花产生原因及改善的方法华兆坤１火花产生的原因产生火花的原因很多，如电磁因素、电位因素、机械因素和化学因素等。
我们的着重点是电磁因素，主要有电抗电势、电枢反应电势和变压器电势。
１．１电抗电势ｅ，在换向过程中，换向元件电流从＋ｆ。
变到一ｆ。
时，电流变化，引起漏磁通变化。
漏磁通包括：槽漏磁、齿部漏磁和绕组端部漏磁，这三部分漏磁在换向元件中产生电抗电势。
电抗电势的特性：，１）电抗电势相位滞后电流相位９ｌＪ。
，但因为换向时间极短在ｌ／ｌｏＯＯＯｓ以下，所以把电抗电势看成与电流同相位，故电抗电势Ｐｒ白勺大小与电流成正比，电枢电流越大电抗电势也越大。
２）电抗电势ｅ与电机转速成正比，电机转速高电抗电势就大。
３）电抗电势Ｐ与电枢元件匝数平方成正比，匝数越多Ｐｒ越大。
电抗电势Ｐ表达式：ｅ，＝２ｗ，，入彳％式中肌一元件匝数卜元件有效长度入一元件单位漏磁导彳一电机线负荷吁一电机转速（电枢表面线速度）１．２电枢反应电势ｅ。
串励电动机有两个磁场：一为定子激磁绕组产生的直轴主磁场西。
．见图１；二为电枢绕组产生的交轴电枢反应磁场中。
见图２电枢磁场。
当电机旋转时，换向元件切割换向区域内的交轴电枢磁场，产生旋转电势（或称电枢反应电势）。
电枢反应电势的方向，由电枢反应磁势Ｆ。
和电机转向，由右手法则判定（图２电枢磁场）。
图中注的ｅａ方向是流入纸面的ｏ，它与电抗电势方向一致。
图２电枢反应电势Ｐ特性：１）电枢反应电势Ｐ。
大小正比于电流。
电流大，电枢磁通也大，换向元件切割电枢磁通而产生的电枢反应电势越大。
２）电枢反应电势Ｐ。
也正比于电机转速。
电机转速越高，换向元件切割电枢磁通产生电枢反应电势越大。
电枢反应电势Ｐ。
的表达式：２．５ｗ。
，入彳ｙ，、。
１一口６式中（１一ＯＬ。
）一换向区域１．３换向电势ｅ。
将电刷逆电机转向偏移一个Ｂ角（Ｂ角由实际生产中决定），也可将换向元件顺电机转向偏移一个Ｂ角与换向片焊接。
第4章 单相串励电动机
第4章单相串励电动机单相串励电动机是将转子绕组与定子绕组串联后接到电源上，可以使用直流电源，也可使用交流电源，故又称为交山流两用电动机。
单相串励电动机采用换向器结构，本质上属直流电动机范畴。
串励电动机具有起动转矩大、过载能力强、调速方便、体积小、重量轻等很多优点，在电动工具和家用电器中普遍使用，例如电钻、电刨、电吹风、电动缝纫机、吹尘机、多功能食物切削机、豆浆机、榨汁搅拌机、电动按摩器、电推子等等均采用单相串励电动机。
4．1 单相串励电动机为了便于理解单相串励电动机的工作原理，我们先看一下申励直流电动机的工作原理。
4．1．1 串励直流电动机的工作原理串励直流电动机的电枢绕组与励磁绕组是串联在一起的。
串励线圈所产生的磁场方向和电枢电流的方向如图4．1所示，根据左手定则，电动机转子顺时针方向旋转，若将电源的正负极对调，如图4．2所示，励磁绕组的电流方向改变，磁场的方向改变，电枢电流的方向也改变，根据左手定则，电动机的方向仍为顺时针方向。
直流电动机要改变方向，只需改变励磁电流(即磁场方向)或只改变电枢电流方向即可；若励磁电流和磁场同时改变方向，则电动机仍为原来的方向。
4．1．2 单相串励电动机中励直流电动机实际上就是单相串励电动机，不仅可接直流电源，也可接交流电源：若接人正弦交流电源，交流曲线如图4．3所示，当交流电为正半周时，串励电动机的励磁电流，磁场方向，电枢电流如前面的图4．1所示，用左手定则知电动机顺时针方向旋转；当电流为。
时，励磁电流和电极电流均为o，电动机由于惯性继续旋转；当交流电处于下半周，励磁电流(磁场)方向和电枢电流的方向都反向，根据左手定则，电动机仍产生顺时针方向转矩，电动机则仍然顺时针方向旋转。
第113页由上述知，不管所接的电源正负极改变或者按正弦规律变化，中励电动机均往一个方向旋转，故串励电动机可用直流，也可用交流电源。
做好的串励电动机的方向是不变的，与电源的一极性无关。
若要改变串励电动机的方向，必须拆开电动机，把串励绕组与电枢绕组的相对关系改变一下，即串励绕组的出线端改接到对面的电刷片上即可反转，如图4.4所示。
第八章 单相交流串励电动机
1 2
Cedm
1 2
CeC
f
I
CeC f
3. n f (Te)
T CT' I 2
I T / CT'
n U cos 2 Ra Rf
C T
CeC f
软特性，随着负载增加，转速自动降低，过 载能力强。
I
n Te
n
Te
图8-19 单相串励电机的机械特性
4. cos f (Te )
arctan Ed Eq 4.44 f (N f dm N a qm )
单相交流串励电动机是交流换向器电动机的一种。
交流换向器电动机
按相数分 单相交流换向器电动机 多相交流换向器电动机
按气隙磁场分
脉振磁场 旋转磁场
单相交流串励电动机的特点
①使用方便。交直流两用，调压调速。 ②转速高、体积小、重量轻。
D2L T P C n T D2L ③起动转矩大，过载能力强。 Tst (4 ~ 6)TN
1. 串晶闸管调速：通过改变晶闸管的导通角，来改变加到绕组上的电压。
2. 串电抗器调速：改变电抗器的抽头，改变加到绕组上的电压。
二、改变励磁磁通调速
励磁绕组串并联转换，串联时磁通大，转速低；并联时磁通小，转速高。
E
1 2
Cedm n
影响 cos 的因素
f cos
n
E
cos
Te
小 大
n n
cos cos
高 低
cos 0.9 ~ 0.95
第四节 单相交流串励电动机的调速
调速方法
n U cos I (Ra Rf )
1 2
Cedm
（1）改变电压调速
（2）改变励磁磁通调速 （3）串电阻调速
单相串励电机碳刷使用安装说明
单相串励电机碳刷使用安装说明
如果你需要更换或安装新的碳刷，那么正确的安装方法对于电动机的运行非常重要。
碳刷是电动机中的重要组成部分，负责提供电能和带动机械部件转动。
下面是一些关于碳刷正确安装的方法。
1. 确定碳刷的位置和方向：在拆卸碳刷之前，应先观察碳刷的位置和方向。
如果你不确定，你可以查阅电动机的使用手册来确认。
请注意，碳刷的位置和方向对于电动机的运行非常重要。
2. 清洁碳刷槽：在安装新的碳刷之前，你需要清洁碳刷槽。
使用细小的刷子和清洁剂清洁碳刷槽，以确保碳刷可以顺畅地滑动。
3. 检查碳刷长度：在安装新的碳刷之前，你需要检查碳刷的长度。
如果碳刷过短，它将无法与电机的集电环接触，从而导致电机无法正常运转。
如果碳刷过长，它们可能会磨损得更快。
4. 安装新碳刷：在安装新的碳刷之前，你需要将碳刷插入碳刷槽中。
确保碳刷与电机的集电环接触，并且它们可以自由滑动。
你需要确保碳刷的安装位置正确，并且它们与电机的集电环接触良好。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
¾工作特性
励磁磁通 Φd
电枢磁通 Φq
旋转电势：
e
= CenΦd
=
pN 60a
nΦ dm
sin ωt
= 2Wa fRΦdm sin ωt = 2E sin ωt
fR
=
pn 60
E=
2Wa f RΦddm
若计及换向元件损耗和铁耗，磁通Φd在 相位上滞后电流if一个ϕ0角，即
EE 东南大学电气工程系电机教研室
Chapter 6 Series Motor
改进措施：
1. 为减小铁心损耗，单相串激电动机的整个磁路均由电工 钢片叠成； 2. 为减小电抗压降，励磁线圈的匝数应尽可能少，并加设 补偿绕组，以补偿电枢所产生的电抗电压降。励 磁绕组匝 数减少，必然使主磁通减小，为使电机仍能产生所需的转矩， 电枢导体数必须增加，也就是说，电枢绕组的电抗也将增加。 但因电枢反应磁通对于电动机的运行只有害处，没有好处， 故可用补偿绕组把它抵消。
可控半波整流
EE 东南大学电气工程系电机教研室
Chapter 6 Series Motor
M
M
~
晶闸管调压调速
~
串联电抗器调速
Wf 1 M
Wf1 M
Wf 2
Wf 2
~
~
串励绕组改接调速
EE 东南大学电气工程系电机教研室
Chapter 6
M
~
励磁绕组分接头调速
Series Motor
M
~
串联电阻调速
EE 东南大学电气工程系电机教研室
Chapter 6 Series Motor
将一台直流串励电动机接到交流电源上，由于励磁电流If 与电枢电流Ia为同一电流，由If产生的主磁通与电枢电流同 时改变方向，因此由它们产生的电磁转矩虽然是个脉动转矩， 但其方向始终如一，不随电流而改变方向，可以输出平均转 矩。即从原理上讲，直流串励电机接到交流电源上仍能工作。
单相串激电动机的结构除上述定子磁路系统由电工钢片 叠成外，其余与直流电机并无原则差别。定子上装有励磁绕 组F、补偿绕组C和换向极绕组K，它们与转子电枢绕组均串 联联接。
EE 东南大学电气工程系电机教研室
Chapter 6 Series Motor
1 2
3 3
EE 东南大学电气工程系电机教研室
Chapter 6 Series Motor
0
Te
功率因数与转矩的关系
EE 东南大学电气工程系电机教研室
Chapter 6 Series Motor
¾单相串励电动机的调速 改变电源电压 改变励磁磁通 改变电机绕组串联电阻
EE 东南大学电气工程系电机教研室
Chapter 6 Series Motor
单相串激电动机的速度 控制
1.传统上，单相串激电动机 通过一带有分接头的变压器 与电源相连，该变压器兼作 起动器和控制器之用，以实 现降压起动和转速调节。 2.可控硅调压调速
ϕ = arctan U x Uy
=
arctan
Eq + I (Ra
I( +
X σa Rf )
+ +
X σf ) + Ed cosϕ0 Ed sin ϕ0 + E cos
− E sin ϕ0 ϕ0 + 2∆U
由于ϕ0很小，上式可简化为：
ϕ = arctan Ed + Eq E
可见，旋转电势E越大，功率因数越高。因 E = 1 C nΦ 2 e dm
微特电机理论与计算
Chapter 6 Single Phase Series Motor
单相串励电动机
EE 东南大学电气工程系电机教研室
Chapter 6
¾原理与结构
Series Motor
施加单相交流电源的直流电动机
EE 东南大学电气工程系电机教研室
Chapter 6 Series Motor
EE 东南大学电气工程系电机教研室
但是实际上该电机的运行情况十分恶劣，甚至不能运转。 原因有： 1. 直流电机的磁极铁心定子磁轭均系铸钢制成，交变磁通 将在其中产生很大的涡流和磁滞损耗； 2. 交变电流在励磁和电枢绕组中产生很大的阻抗压降，致 使电枢电势Ea和电磁功率变小； 3. 在换向元件中新增了短路电势，换向将发生困难。
EE 东南大学电气工程系电机教研室
ϕ Φ& q
I&
−E&q
E&q E&d
ϕ0
Φ& d
−E& I&(Ra + Rf )2∆U&
U& = −E& − E&d − E&q + I&(Ra + R f ) + jI&( X σa + X σf ) + 2∆U&
EE 东南大学电气工程系电机教研室
Chapter 6 Series Motor
由相量图可得功率因数角ϕ为
EE 东南大学电气工程系电机教研室
Chapter 6 Series Motor
单相串励电动机产生的干扰及抑制措施 噪声及其抑制措施 无线电干扰的抑制
电容滤波器
电容电感滤波器
EE 东南大学电气工程系电机教研室
Chapter 6 Series Motor
思考题与习题 1. 直流串激电动机为什么不宜在交流电源上
运行？单相串激电动机能不能在直流电源 上运行？ 2. 如何使单串激电动机旋转方向倒转？当单 相串激电动机负载增加时，转速将如何变 化？功率因数将如何变化？
EE 东南大学电气工程系电机教研室
Chapter 6 Series Motor
可控移相整流调压：改变电阻R2之值，即可改变电容C的充 电时间，从而改变SCR触发相位角，达到调节加到串激电机 上的平均电压，实现速度控制。
EE 东南大学电气工程系电机教研室
Chapter 6 Series Motor
幅值控制的半波调速线路
SCR控制极上的电压是通过电阻R1和可调电阻R2组成的分压 回路加上的，当分到控制极上的分量较多时，则在交流电源 电压上升到较低的瞬时值时，就能使控制极上的电压达到触 发电压的数值，使可控硅导通。
故转速越高，功率因数越高。
EE 东南大学电气工程系电机教研室
Chapter 6 Series Motor
I = f (Te )
I = f (n)
n = f (Te )
I
I = f (Te )
n
I = f (n)
0 Te , n
电流与转矩、转速的关系
0
机械特性曲线
Te
EE 东南大学电气工程系电机教研室
Chapter 6 Series Motor
n
1. 当电压一定时，电机
转速随转矩的增大而
自动减小；
2. 当负载转矩 一定时，
降低电枢电压可减小
U=UN 0.8UN
电机转速。
0.4UN
0.6UN
0
T
单相串激电动机的机械特性
EE 东南大学电气工程系电机教研室
Chapter 6
cosϕ 1
Series Motor
EE 东南大学电气工程系电机教研室
Chapter 6 Series Motor
• 两种线路对比：
可控硅移相调压线路的优点是：线路简单，控制角的调 节范围大，可在整个半波180度内调 节，
幅值控制线路更简单，省去了电容。但控制角只能在 0~90度范围内变化，的以调速范围比用电容器小。
上述都是半波整流线路，能调到的最高电压也只是半波 电压，因此在调速范围内的最高转速是较低的。如对电机的 调速有更高的要求，则可采用全波调速线路，电机的运转也 更平稳，调速范围也更宽。
EE 东南大学电气工程系电机教研室
Chapter 6 Series Motor
变压器电势
Φq在电枢绕组中感应产生的变压器电动势
Φ q = Φ qm sin ωt
eq
=
−Wa
dΦ q dt
=
2Eq sin(ωt − 90°)
E&q = − j4.44 fWaΦ& qm
E&
U& −E&d
jI&( X a + X f )
Chapter 6 Series Motor
Φd = Φdm sin(ωt − ϕ0 ) E& = − 2Wa fRΦ& dm
变压器电势
Φd在励磁绕组中产生的变压器电势
ed
= −W f
dΦ d dt
=
2Ed sin(ωt − ϕ0 − 90°)
对应的相量形式（滞后磁通90度）：
E&d = − j4.44 fW f Φ& dm