单相交流串励电动机分解
(完整版)详细的电机分类讲解
流电机
电机，它采用机械换向，外部磁极不动内部线圈(电枢)动，换向器和转子
线圈一起旋转，电刷和磁铁都不动，于是换向器和电刷摩擦摩擦，完成电
流方向的切换。（视频传送门）。
电磁
有刷电机缺点：1、机械换向产生的火花引起换向器和电刷摩擦、电磁干扰、噪声大、寿命短。2、 可靠性差、故障多，需要经常维护。3、由于换向器存在，限制了转子惯量，限制了最高转速，影响了 动态性能。
对于无刷直流电机，调速的时候表面上只控制了输入电压，但电机的自控变频调速系统（无刷直流电机本身自带转子 位置检测器等转子位置信号获取装置，使用此装置的转子位置信号来控制变压变频调速装置的换相时刻）自动根据变压控制了频率，用起来和直 流（有刷）电机几乎一样，非常方便。由于转子采用永磁体，不需要专门的励磁绕组，在同等容量的情况下，电机 体积更小，重量更轻，效率更高，结构更紧凑，运行更可靠，动态性能更好，在电动汽车的驱动等方面都获得了广 泛的应用。
往往做成两相的。主绕组由单相电源直接供电；副绕组在空间上与主绕组差
异步电机
90°(电角度，等于机械角度被电动机磁极对数除)。副绕组串联电容或电阻后
再接到单相交流电源，使其中通过的电流和主绕组中的电流有一定的相位差。 使合成磁场成椭圆形旋转磁场，甚至可能接近于圆形旋转磁场。电动机因此获
基本已 经淘汰
得起动转矩。 利用电阻分相方法的电动机价格低廉，例如副绕组用较细的导线绕制即可，但分相效果较差，
基本没有应用 不做介绍
绕线式 （有刷）
鼠笼式 （无刷）
基本已 经淘汰
串励电机 电阻分相 电容分相 罩极电机
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。
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。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，是一种可控硅简单有效的方法。
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
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Part
第八章 单相交流串励电动机
定子铁心
转子铁心
定子
换向器
1 2
1－换向片； 2－塑料壳体； 3－云母片
3
3
二、工作原理
外加直流电压时
I f Ia U Te CT I a Ia
u i i f ia I m sin t
外加交流电压时
(t ) m sin t
Te CT (t )i (t )
磁路不饱和时 T I 2
2.
I f ( n)
略去 2U ，认为 0 0
1 Cedm n 2 U cos I ( Ra R f ) Ra R f U cos n 2 1 1 Ce C f Cedm Ce C f I 2 2
则
E U cos I ( Ra R f )
第八章 单相交流串励电动机
第一节 概述 第二节 单相交流串励电动机的基本结构和工作原理 第三节 单相交流串励电动机的工作特性 第四节 单相交流串励电动机的调速 第五节 单相交流串励电动机的噪声和无线电干扰
第八章 单相交流串励电动机
本章介绍单相交流串励电动机的结构、工作原理、运行特性和调速方法。
第一节 概述
磁通和电流同时改变方向，转矩方向不变。
第三节 单相交流串励电动机的工作特性
对于直流串励电动机
U E I a ( Ra R f ) 2U E Ce n
对于交流串励电动机
i f d u i ia q
一、磁通
脉振磁通，频率为电源频率
i f d u i ia q
T 1 CTdm I cos 0 平均转矩 2 1 交变转矩，平均值为零，使 CTdm I cos(2t 0 ) 电机振动和噪音增大。 2
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。
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。
串励单相电动机通电后不转的要素和处理方法
串励单相电动机通电后不转的要素和处
理方法
串励单相电动机，通电不转细剖析。
电刷磨短不触摸；严峻磨损换向器；换向片间有短路；匝间短路或对地；定子转子有断路；电源电压过于低。
手持电动东西和缝纫机常用此种电动机。
图所示为串励单相电动机的外形和定、转子构造示例及电路原理图。
图串励单相电动机外形和定、转子构造示例及电路原理图串励单相电动机通电后不起动的要素有如下三个方面：1）电路不通或电阻较大，其间包含：①电刷与换向器未触摸或触摸不良。
详细体现有：电刷磨得较短或因故被卡住二不能与换向器较好地触摸；换向器外表磨损严峻后不能与电刷杰出的触摸。
②线路有断路缺点，使电路不通。
其间有电刷引接线开裂；定子或转子绕组呈现断路缺点等。
2）绕组有匝间短路或对地短路缺点，换向器换向片之间有短路缺点。
3）电源电压较低，一同负载请求必定的起动转矩。
1。
单相交流串励电机调速系统设计
单相交流串励电机调速系统设计陈浩;吴定祥;康志远;杨增健;唐立军【摘要】针对串励电机调速系统的连续性和稳定性问题,对单相交流串励电机控制电路、保护电路和驱动电路进行了研究,探索了一种通过控制IGBT管的通断来实现斩波式调压方法,提出了一种基于STM32 ARM Cortex-M3内核单片机的调速系统.该系统通过对单相交流串励电机速度的设定值和反馈值的偏差进行增量PID运算,根据PID运算结果计算PWM输出的占空比,来控制IGBT管的通断,从而改变加在单相交流串励电机交流正弦波的时间,达到改变串励电机两端电压的目的,实现串励电机的无级平滑调速.研究结果表明,该系统使用的IGBT管至少比传统系统的少3个,既节约成本又提高了系统的稳定性.【期刊名称】《机电工程》【年(卷),期】2016(033)012【总页数】5页(P1483-1487)【关键词】单相串励电机;调速系统;PWM【作者】陈浩;吴定祥;康志远;杨增健;唐立军【作者单位】长沙理工大学物理与电子科学学院,湖南长沙410114;近地空间电磁环境监测与建模湖南省普通高校重点实验室,湖南长沙410114;近地空间电磁环境监测与建模湖南省普通高校重点实验室,湖南长沙410114;长沙亿旭机电科技有限公司,湖南长沙410000;长沙理工大学物理与电子科学学院,湖南长沙410114;近地空间电磁环境监测与建模湖南省普通高校重点实验室,湖南长沙410114;长沙理工大学物理与电子科学学院,湖南长沙410114;近地空间电磁环境监测与建模湖南省普通高校重点实验室,湖南长沙410114;长沙理工大学物理与电子科学学院,湖南长沙410114;近地空间电磁环境监测与建模湖南省普通高校重点实验室,湖南长沙410114【正文语种】中文【中图分类】TH39;TM546+.4单相串励电动机输出转矩大，转速一般可以达到几千转甚至几万转每分钟，电路控制简单，交直流可以两用，广泛应用于家用电器、电动工具、搅拌机等场合[1]。
单相串激电动机工作原理
单相串激电动机工作原理
嘿，朋友们！今天咱来聊聊单相串激电动机的工作原理，这可有意思啦！
你看啊，单相串激电动机就像是一个充满活力的小勇士。
它里面有定子和转子，这就好比是小勇士的身体和四肢。
定子上绕着线圈，就像给小勇士穿上了一件特殊的铠甲。
当电流通过这些线圈的时候，哇塞，那就像是给小勇士注入了神奇的力量。
这股力量让磁场产生啦，就好像小勇士周围有了一圈神秘的光环。
而转子呢，也带着线圈，它在这个磁场里转呀转。
这不就像小勇士在光环中欢快地跳跃、奔跑嘛！转子转动起来，就带动着各种设备开始工作啦。
你说这神奇不神奇？这单相串激电动机就靠着这一套“功夫”，在我们生活中发挥着大作用呢！比如那些电动工具，不都是靠它才能那么厉害地工作嘛。
想象一下，要是没有单相串激电动机，我们的生活得少了多少便利呀！好多事情可能都得我们自己费劲去做啦。
它真的是默默奉献的小英雄啊！而且它还特别皮实耐用，只要我们好好对待它，它就能一直为我们服务。
它工作起来那劲头，真的让人佩服！不管是在工厂里还是在我们家里，都能看到它努力工作的身影。
它可不会偷懒，总是那么认真负责。
单相串激电动机呀，你可真是个了不起的家伙！你给我们的生活带来了这么多的好处，让我们的世界变得更加便捷和精彩。
咱可得好好珍惜它，让它一直发挥它的作用呀！
总之，单相串激电动机就是这么厉害，这么重要！大家可别小瞧了它哦！。
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单相交流串励电 动机的基本系列
DT 系列 220V, 60~800W, 8000~14000r/min DT2系列 220V, 140~1250W, 8000~14300r/min 电动工具
G 系列 220V, 8~750W, 4000， 6000， 8000 12000r/min 用于化工、医疗器械
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. 旋转电动势
设 d dm sin t
e
Ced n
PN 60a
ndm
sin t 2Na f R dm sin t
2E sint
式中 E
2 Na f R dm
1 2
Cedm n
；
N 2Na ；a 1
pn fR 60 不是转子感应电动势的频率，电动势频率为电源频率。
由于换向元件损耗和铁耗的存在，磁通 d 在相位上滞后电流if 一个0 角。
转子铁心
定子铁心
转子铁心
定子
换向器
1
2
1－换向片； 2－塑料壳体；
3
3－云母片
3
二、工作原理
外加直流电压时
U
I
f
Ia
Ia Te CT Ia
u i if ia Im sin t
外加交流电压时
(t) m sin t
Te CT(t)i(t)
磁通和电流同时改变方向，转矩方向不变。
第三节 单相交流串励电动机的工作特性
U 系列 24V, 110V, 220V, 15~180W, 3600， 4000, 4500, 5600r/min 交直流两用
第二节 单相交流串励电动机的基本结构和工作原理
一、基本结构
与小功率直流串励电动机结构相同。
定子
定子铁心：0.5mm硅钢片叠成。 定子 定子绕组：由圆漆包线绕制的集
中绕组，与电枢绕组串联。 机壳、端盖等。 结构 转子铁心：0.5mm硅钢片叠成。 转子 电枢绕组：由圆漆包线绕组的单迭绕组。 换向器： T型铜排加云母绝缘。
对于直流串励电动机
U E Ia (Ra Rf ) 2U E Ce n
对于交流串励电动机
u
i
i f ia
d q
脉振磁通，频率为电源频率
一、磁通
u
i
i f ia
d q
二、感应电动势
电枢绕组切割 d 旋转电动势e d 交变，在励磁绕组中感应变压器电动势 ed q 交变，在电枢绕组中感应变压器电动势 eq
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 )
3. q在电枢绕组中产生的变压器电动势
ia q
q qm sin t
eq
Na
dq
dt
Naqm cost
与电流同相位
2Eq sin(t 900 )
E&q j4.44 fNa&qm
三、电压方程式和相量图
U& I&(Ra Rf ) jI&(xa x f ) 2U& E& E&d E&q U& E& E&d E&q I&(Ra Rf ) jI&(xa x f ) 2U&
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，改变加到绕组并联转换，串联时磁通大，转速低；并联时磁通小，转速高。
第八章 单相交流串励电动机
第一节 概述 第二节 单相交流串励电动机的基本结构和工作原理 第三节 单相交流串励电动机的工作特性 第四节 单相交流串励电动机的调速 第五节 单相交流串励电动机的噪声和无线电干扰
第八章 单相交流串励电动机
本章介绍单相交流串励电动机的结构、工作原理、运行特性和调速方法。
第一节 概述
若 i if ia 2 I sint 则 d dm sin(t 0 ) 取电动势 e 的参考向与电流相同时， E& 2Na fR&dm
2. d 在励磁绕组中产生的变压器电动势
ed
Nf
dd
dt
N f dm cos(t 0 )
2Ed sin(t 0 900 )
Ed 4.44 fN f dm E&d j4.44N f &dm
四、电磁转矩
Te CTd (t)i(t) CTdm sin(t 0 ) 2I sin t
1 2
CTdm I
cos0
cos(2t
0
)
T
T2
f
T
1 2
CTdm
I
cos
0
平均转矩
T2 f
1 2
CTdm
I
cos(2t
0
)
交变转矩，平均值为零，使 电机振动和噪音增大。
五、特性
U C, I f (Te ) ； I f (n) ；n f (Te ) ；cos f (Te)
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
一、改变电压调速
1. I f (Te )
T
1 2
CTdm I
cos0
1 2
CT C f
I2
cos0
CT' I 2
磁路不饱和时 T I2
2. I f (n)
略去 2U ，认为 0 0
则
E U cos I (Ra Rf )
1 2
Cedm
n
n U cos I (Ra Rf ) U cos 2 Ra Rf
arctan Ux arctan Eq I (xd x f ) Ed cos0 E sin0
Uy
E cos0 2U I (Rf Ra ) Ed sin0
若0 很小，且忽略漏阻抗压及U 时
arctan Eq Ed
E
磁路不饱和时
Eq、Ed、E I ；E n
n cos