遮荫极感应电机 – 工作原理和特性

遮荫极感应电机是一种自启动单相感应电机。它由定子和鼠笼式转子组成。遮荫极电机的定子由凸极组成，每个极的一侧都有槽，并在槽的较小部分装有一个铜环，如图所示。带有铜环的部分称为**遮荫极**，铜环称为**遮荫线圈**，通常是一个单匝线圈。

主绕组**环绕整个磁极，并接入单相交流电源**。遮荫极电机的磁极总是叠片的，以最大限度地减少铁损。

遮荫极感应电机的运行原理

为了理解遮荫线圈如何帮助遮荫极感应电机建立旋转磁场，让我们考虑主绕组产生的磁通量在三个时间间隔内的变化，如下所示：

  • 当磁通量从零增加到最大值时。

  • 当磁通量达到最大值时。

  • 当磁通量从最大值减小到零时。

电机每个磁极中磁通量的任何变化都会在遮荫线圈中感应出电动势，并且此感应电动势在其内部产生电流。根据楞次定律，此感应电流总是产生一个磁通量来抵制遮荫部分磁通量的变化。

情况一 – 当磁通量从零增加到最大值时

参考交流电源的波形，在波形的OA部分，磁极中的磁通量正在增加，遮荫线圈中的感应电流也在增加。遮荫线圈产生一个磁通量来抵制与线圈相连的磁通量的增加。因此，大部分磁通量穿过磁极的未遮荫部分，如下图所示。因此，磁通量的磁轴位于磁极未遮荫部分的中心。

情况二 – 当磁通量达到最大值时

在电流波形的A点，磁通量达到最大值。因此，磁通量的变化率为零。因此，遮荫线圈中的感应电动势和电流为零。结果，磁通量在磁极上的分布是均匀的，如下图所示。因此，磁通量的磁轴移到磁极的中心。

情况三 – 当磁通量从最大值减小到零时

在电流波形的AB部分，主绕组产生的磁通量开始减小。为了抵制主绕组产生的磁通量的减小，遮荫线圈中的感应电流反向，即遮荫线圈产生一个穿过磁极遮荫部分的磁通量，如下图所示。因此，磁通量的磁轴移到磁极遮荫部分的中心。

从上述讨论可以看出，遮荫线圈的存在迫使磁轴从磁极的未遮荫部分移动到遮荫部分。这种变化的磁通量就像旋转磁场一样，从磁极的未遮荫部分旋转到遮荫部分。

由于遮荫极感应电机的转子是鼠笼式的，并且受到旋转磁场的影响，因此会产生小的启动转矩。一旦启动转矩开始旋转转子，单相感应电机作用就会产生额外的转矩。因此，电机加速到略低于同步速度，并作为单相感应电机运行。

遮荫极感应电机的特性

遮荫极感应电机的特性如下：

  • 遮荫极感应电机的结构非常简单。

  • 这些电机的启动转矩、效率和功率因数较低。

  • 遮荫极电机的旋转方向不可逆。

  • 遮荫极电机非常便宜。

  • 遮荫极电机仅制造功率额定值为40 W或更小的电机。

遮荫极感应电机的应用

由于遮荫极感应电机的启动转矩、效率和功率因数较低，因此这些电机仅适用于低功率应用，例如：

  • 驱动需要低启动转矩的负载。

  • 台扇

  • 排气扇

  • 吹风机

  • 制冷和空调设备的风扇

  • 电子设备等。

更新于：2021年9月24日

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