简单地介绍一下罩极式单相交流电动机

goodman269

  本版有一篇贴文《中华206唱机的电动机为何无起动电容》中电唱机的电动机就是单相罩极式电动机，有些朋友可能对这种单相电动机还不太熟悉，下面我就从其结构与工作原理方面作一下简单地介绍，有错误之处，还望指正。
   单相罩极式异步电动机是结构最为简单的单相电动机，按磁极形式不同可分凸极式与隐极式两种。凸极式按绕组形式又可以分为集中绕组与分布绕组两种，转子都是采用笼形结构。
  单相罩极异步电动机的每一个磁极的1/3至1/4处开有一个小槽，将磁极分成两个部分。在极面较小的部分套装有铜制短路环，就好象把这部分磁极罩起来一样，所以称为罩极式电动机。
  当罩极式电动机的定子绕组通入单相交流电流后，在气隙中会形成一个连续移动的磁场，使笼式转子受力而旋转。
  在交流电流上升的过程中，磁通量增加，短路环中产生感电动势与电流，阻止磁通进入短路环，这时的磁通主要集中在磁极的未罩部分。
  当交流电流达到最大值时，电流与磁通量基本不变，短路环中的电动势和电流很小，基本不起作用，磁通在整个磁极中均匀分布。
  在交流电流下降过程中，磁通量减少，短路环中的电动势和电流阻止磁通量减少，使得磁极的磁通集中在被罩部分。
  交流电流改变方向后，磁通同样由磁极的未罩部分向被罩部分移动这样转子就跟着磁场移动的方向转动起来。
  以上就是罩极式单相电动机的结构与工作原理。下面的附图表示了它的结构。

1 罩极  2 凸极式定子铁心  3 定子绕组   4 笼式转子

奋永前进

过去墙上挂的电钟(用220v供电的)用的就是这种电机.只是转子是封在盒里看不见,盒内还有变数齿轮.

goodman269

奋永前进 发表于 2016-7-10 15:56
过去墙上挂的电钟(用220v供电的)用的就是这种电机.只是转子是封在盒里看不见,盒内还有变数齿轮.

  过去挂的电钟中的电动机确实是罩极式单相异步电动机驱动齿轮传动系统来进行走时。由于这种单相罩极式异步电动机的转速仅与电源的频率有关，与电源电压的高低无关，而市电的频率是很稳定的，所以它的转速很稳定，所以电钟的走时很准确，特别适合用在计时仪表中作动力用和要求转速稳定的场合下使用，如电唱机等。

jia199938

goodman269 发表于 2016-7-10 22:33
过去挂的电钟中的电动机确实是罩极式单相异步电动机驱动齿轮传动系统来进行走时。由于这种单相罩极式异 ...

谢版主解惑。年轻时不好好学。老了学不进了。输入功能有问题了，只能提现像，如修一台苏联机，带唱机的，那唱机更奇怪通电后必须用手板一下唱盘，才能正常转动，有朋友说是同步电机必须搬一下。哈哈，到现在想听还得板。

goodman269

jia199938 发表于 2016-7-11 16:55
谢版主解惑。年轻时不好好学。老了学不进了。输入功能有问题了，只能提现像，如修一台苏联机，带唱机的， ...

  根据您所说之现象，因为罩极式交流单相异步电动机的起动力矩很小，可能是您的唱机的机械部分因年代已久，其中运动部分主要是轴承中的润滑油或脂干涸，造成起动阻力过大超过电动机的起动力矩，故要手推动一下唱盘方能工作，如果方便请发一张传动部分的图片，以便准确地分析原因。

jia199938

goodman269 发表于 2016-7-11 17:35
根据您所说之现象，因为罩极式交流单相异步电动机的起动力矩很小，可能是您的唱机的机械部分因年代已久 ...

用习惯了就那么地了。明天上图，你一讲解大家受益。谢谢。

chzc

不是吧？过去的220V交流挂钟用的的确不是异步电机而是交流同步电机。
这种同步电机的转子不是鼠笼转子，而是薄磁钢片的永磁转子，电机的转速与发电机保持同步。

goodman269

chzc 发表于 2016-7-11 22:20
不是吧？过去的220V交流挂钟用的的确不是异步电机而是交流同步电机。
这种同步电机的转子不是鼠笼转子，而 ...

  可能是你看错了，单相电动机没有同步电动机这种型式，只有单相交流同步发电机，你所见到的转子并非鼠笼式转子而是笼式转子，转子的两端被封住了你就看不到笼式结构了，只看到迭成的硅钢片，所以作出了误判。过去的交流电挂钟内的电动确为单相交流罩极式异步电动机，不信的话，你可随便查阅之方面的资料都可以都到与我同样的结论。谢谢关注。

chzc

goodman269 发表于 2016-7-11 23:12
可能是你看错了，单相电动机没有同步电动机这种型式，只有单相交流同步发电机，你所见到的转子并非鼠笼 ...

我拆过这种铜壳的挂钟芯，是您弄错了，您再仔细查一下，看老式的挂钟到底是不是同步电机？
异步电机就根本不可能用来做钟的。
但是，使用这种挂钟的那个年代，我国的电力环境与现在相比要恶劣很多，电网的频率不稳定，导致这些挂钟长期运行后都不太准。
顺便提一下：同步电机的转子是两片相隔一个间隙的“工”字形磁钢片，被旋转磁场吸引以同步转速运行，当然，定子是罩极结构的。
这与鼠笼转子的原理截然地不同——鼠笼转子如果也是同步旋转的话就切割不到旋转磁场的磁力线了，转子铁心就不会产生磁性而跟随旋转磁场转动了，即鼠笼必须以低于旋转磁场的转速运行，而这就是异步电机的根本原理。
同步电机的基本原理就是转子绕组必须要有励磁绕组，使得转子磁场与定子的旋转磁场相互吸引同步，因此，小扭矩的同步电机转子是可以用永磁体制作的。
具有三相绕组的电动机接三相交流电后能产生一个与发电机相同转速的旋转磁场，而单相电机的定子却不能产生旋转磁场。加了罩极绕组的单相电机就能够在通电时自发产生一个同步的旋转磁场，所以转子三相的和单相的都是相同的鼠笼转子，但这个罩极绕组自身也会消耗一定的电功率，使得效率下降。

chzc

再提示一下：现在的所谓“直流无刷电机”，即“BLDC”电机，被广泛应用在诸如硬盘、变频空调机中。
它们的转子无一例外全都是永磁体。
为什么要提到这个东西呢？真相就是这样子的：BLDC直流无刷电机的本质是一种交流同步电机。

yangshiyang

goodman269 发表于 2016-7-10 22:33
过去挂的电钟中的电动机确实是罩极式单相异步电动机驱动齿轮传动系统来进行走时。由于这种单相罩极式异 ...

同步电机才与频率有 关，异步电机与负载电压都有关系。要不然就不叫异步电机了，之所以叫异步，就是与电网的频率不可能同步的电机。

chzc

想了一下，觉得还是画一张电挂钟同步电机的转子示意图比较地妥当，文字描述不直观，也能让不了解的能够了解一下这个结构。
1、转子是封在铜外壳中的，外壳的直径大约10mm左右。
2、这个转子直径可能是不满10mm的。

示意图如下

chzc

电挂钟主要结构示意图：

壕宅技术男

顶下，感谢分享，学习了

qzlbwang

赞同chzc的说法——是同步电机还是异步电机不取决于定子是罩极还是其他，而是取决于转子是鼠龙还是永磁（也可以是直流激磁或磁滞转子）。只不过一般罩极单相电机异步的比较常见。