畢崇照 王政皓 欒嘯飛 趙慶志

摘 要：本論文對單相電機的工作原理進(jìn)行了分析，論述了正反轉(zhuǎn)、停轉(zhuǎn)控制并研制了試驗臺，對其電氣控制原理圖、安裝接線圖進(jìn)行了理實一體化闡述，對工程應(yīng)用單相電機有參考價值，彌補了教科書中這方面的不足。

關(guān)鍵詞：單相電機;正反轉(zhuǎn)、停轉(zhuǎn)控制;試驗臺

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.02.117

1 引言

在大學(xué)電氣控制類課程大都是論述三相交流電機控制電路，缺乏用途廣泛的單相交流電機及其控制論述，而單相交流異步電機用途廣泛，本文論述研制的單相交流異步電機正反轉(zhuǎn)、停轉(zhuǎn)控制試驗臺，對工程應(yīng)用單相交流異步電機有參考價值，彌補了教科書中這方面的不足。

2 單相交流異步電動機接線

如圖1所示單相異步電動機定子上有2個繞組AX和BY，分別稱主繞組和副繞組，其軸線在空間相互垂直。在2個繞組之間串有運轉(zhuǎn)電容C，選擇適當(dāng)?shù)膮?shù)能使2繞組中的電流產(chǎn)生90的相位差，實現(xiàn)電機自行啟動。當(dāng)電動機的接線方式如圖1所示時，即開關(guān)在1位置，由于運轉(zhuǎn)電容C與繞組BY串連，通電后繞組BY中的電流超前繞組AX中的電流一定電角度，電動機正轉(zhuǎn)。反之，當(dāng)在2位置時，電動機反轉(zhuǎn)。

3 單相交流異步電動機的調(diào)速

單相異步電動常用的調(diào)速方法有調(diào)壓調(diào)速、變極調(diào)速和變頻調(diào)速3種方式。對于小功率系統(tǒng)，變頻調(diào)速成本比較高，變極調(diào)速只能調(diào)定幾個固定的速度，而調(diào)壓調(diào)速不僅成本比較低，還可以實現(xiàn)速度連續(xù)可調(diào)，所以采用此試驗臺采用調(diào)壓器進(jìn)行調(diào)壓調(diào)速。

4 實驗臺總體方案設(shè)計

首先確定該論文目的方向是關(guān)于單相電機的分類和控制方式的分析，所以實驗臺選擇單相電機，確定當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的控制方式——正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和無級變速控制，根據(jù)所需要的功能畫出原理圖，再根據(jù)實驗室現(xiàn)有條件選擇單相電機、220V交流接觸器、熔斷器、繼電器、無極變速器控制單相異步電動機進(jìn)行可調(diào)速的正反轉(zhuǎn)，最后畫出接線圖，對試驗臺進(jìn)行組裝，調(diào)試來實現(xiàn)其功能。

5 單相電機控制實驗臺的設(shè)計

調(diào)節(jié)變速器和正反轉(zhuǎn)自鎖互鎖控制電路共同控制單相異步電動機實現(xiàn)可調(diào)速的正反轉(zhuǎn)，電氣控制原理圖如圖2所示，電氣安裝接線圖如圖4所示，圖3無級變速器原理圖和接線圖，實驗臺如圖5所示。

5.1 正反轉(zhuǎn)控制電氣控制原理圖設(shè)計

由于調(diào)速器和電動機相連所以根據(jù)調(diào)速器的接口COM＼CW＼CCW口來接電路，其中COM口是公共接口相當(dāng)于單相電動機的黑接線口，而接通CW或CCW時，相當(dāng)于普通可實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)的單相電機的另外兩色接線柱，結(jié)合控制電路即可實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。在控制電路中分別有自鎖和互鎖兩部分，原理：當(dāng)閉合SB2時自鎖導(dǎo)致KM1的線圈通電，常開觸點閉合為常閉觸點，互鎖控制即為當(dāng)閉合SB2（3）時導(dǎo)致自鎖的發(fā)生，再按下按鈕SB3（2）時不會對電路產(chǎn)生影響，將SB1常閉觸點斷開一次使其下面的電路都斷開才能再按SB3實現(xiàn)反轉(zhuǎn)。由此可得當(dāng)任意一路自鎖時此路可以通電即可將COM口（黑接線柱）與CW口或CCW口形成通路，電動機相應(yīng)實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。

本試驗臺由單相異步電機和正轉(zhuǎn)、暫停和反轉(zhuǎn)按鈕和電路中必要的熔斷保護(hù)（FU）和過載保護(hù)（FR）、交流接觸器KM1和KM2器件、無級變速器、試驗臺的電的總開關(guān)。

無級變速器。

單相交流電機調(diào)速器的工作原理是在電動機控制回路中串入雙向可控硅，控制可控硅的導(dǎo)通角從而控電動機的端電壓。當(dāng)外接電源電

壓或負(fù)載波動引起轉(zhuǎn)速變動時與電動機同軸連接的測速發(fā)電機輸出信號通過積分器與轉(zhuǎn)速給定信號比較，其誤差放大后和過零觸發(fā)信號經(jīng)

驅(qū)動移相觸發(fā)器實現(xiàn)電壓自動調(diào)整從而使轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在給定值，需要改變轉(zhuǎn)向時，只需將電動機正反轉(zhuǎn)接頭對換即可。

5.2 無級變速器原理圖和接線圖

原理、接線圖：

5.3 電氣控制安裝接線圖設(shè)計

電容運轉(zhuǎn)式異步電動機的接線原理如圖4所示，試驗臺如圖5所示。

6 結(jié)束語

大學(xué)教科書中大都是對三相電機的論述，但是單相電機的適用范圍仍然很廣，所以此試驗臺用單相電機組建可作為工廠和工程中的組建單相電機電路的借鑒，也可以作為單相電機教學(xué)的實驗臺，很好的做到了理實一體化。

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