串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程_串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速原理

　　單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)俗稱串勵(lì)電機(jī)或通用（UniversalMotor國(guó)外叫法），因電樞繞組和勵(lì)磁繞組串聯(lián)在一起工作而得名。單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)屬于交、直流兩用電動(dòng)機(jī)，它既可以使用交流電源工作，也可以使用直流電源工作。

　　單相串勵(lì)電機(jī)是一種目前已經(jīng)應(yīng)用非常廣泛的電機(jī)，它的優(yōu)點(diǎn)是由于它轉(zhuǎn)速高、起動(dòng)力矩大、體積小、重量輕、不容易堵轉(zhuǎn)、適用電壓范圍很廣，可以用調(diào)壓的方法來(lái)調(diào)速，簡(jiǎn)單且易于實(shí)現(xiàn)。

　　交流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的工作原理是建立在直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)上的，因此首先分析直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程。

　　如圖1勵(lì)磁繞組與電樞繞組串聯(lián)在一起，接在直流電源上。根據(jù)主磁通和電樞電流的方向，利用電動(dòng)機(jī)左手定則，可以決定轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的方向。圖1（a）中是逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，如果將圖1（a）的電源極性反過(guò)來(lái)則變?yōu)閳D1（b）所示的形式。由于是串勵(lì)電動(dòng)機(jī)，主磁通及電樞電流I將同時(shí)改變方向，根據(jù)電動(dòng)機(jī)左手定則可知，在磁通和電樞電流同時(shí)改變方向的情況下，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向不變，仍為逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。由此可以推論，一臺(tái)直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)改接交流電壓后，雖然電源極性在反復(fù)變化，但轉(zhuǎn)子始終維持一恒定轉(zhuǎn)向，因此也可以作為交流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，這就是單相交流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的原理。這種串勵(lì)電動(dòng)機(jī)若設(shè)計(jì)成可以應(yīng)用在交、直流兩種電源上，則稱為通用電動(dòng)機(jī)。

　　通用電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁繞組與電樞繞組有兩種串聯(lián)方式，如圖2所示，這兩種方式的電氣性能是一樣的。要改變通用電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，只需將電樞繞組兩端（或勵(lì)磁繞組兩端）的接線對(duì)調(diào)一下。通用電動(dòng)機(jī)按交流方式使用時(shí)，所需勵(lì)磁繞組匝數(shù)比按直流方式使用時(shí)所需的匝數(shù)少，所以勵(lì)磁繞組常帶有抽頭，以便于使用。

　　單相串勵(lì)電機(jī)的調(diào)速，大多數(shù)采用調(diào)節(jié)電壓的方法，就是改變電動(dòng)勢(shì)。根據(jù)其機(jī)械特性，影響電機(jī)轉(zhuǎn)速的有電動(dòng)勢(shì)，磁通和電樞導(dǎo)體數(shù)。對(duì)于已經(jīng)制成的電機(jī)，導(dǎo)體數(shù)已定，不能改變，所以不能采用這個(gè)方法，如果采用改變磁通的方法，就是要在激磁線圈處并聯(lián)可調(diào)電阻，但此電阻消耗功率多，而且體積大，因此不是簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)的方法。采用調(diào)節(jié)電壓方法，采用可控硅調(diào)速技術(shù)，具有線路簡(jiǎn)單，元件體積小等特點(diǎn)，是一種簡(jiǎn)單有效的方法。

　　單相串勵(lì)電機(jī)的電壓調(diào)速方法采用的可控移相調(diào)壓，利用可控硅的觸發(fā)電壓滯后于輸入電壓實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入電壓的移相觸發(fā)。在實(shí)現(xiàn)方法上有硬件和軟件方式。在硬件設(shè)計(jì)上要得到可靠的電機(jī)速度控制，采用的專用集成電路作為控制線路，在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上裝置速度傳感器，以反饋轉(zhuǎn)速信號(hào)，從而使電機(jī)調(diào)定的轉(zhuǎn)速保持穩(wěn)定，而不隨負(fù)載而變化，但這些高性能的調(diào)速裝置，由于線路復(fù)雜，成本高和體積大等原因，在實(shí)際的家電的速度控制中，沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)力。而采用軟件方法，硬件上只需增加微處理，將控制算法程序?qū)懭胛⑻幚砥鳎梦⑻幚砥鱽?lái)觸發(fā)可控硅的延時(shí)導(dǎo)通從而實(shí)現(xiàn)對(duì)串勵(lì)電機(jī)的速度控制。這種方法的電路比較簡(jiǎn)單，應(yīng)用單片機(jī)就可以完成，節(jié)省了成本。所以在實(shí)際的應(yīng)用中，多采用這種方法。

　　根據(jù)可控移相整流的方法，有全波整流和半波整流兩種，同樣的串勵(lì)電機(jī)的調(diào)速方法也有全波可控移相整流和半波之分。采用半波整流的方式，在交流電源正弦信號(hào)的正半周期內(nèi)，由可控硅的特性中，當(dāng)延遲時(shí)間給其一適當(dāng)正脈沖信號(hào)，可控硅導(dǎo)通，串勵(lì)電機(jī)從而獲得電源激勵(lì)而工作。不同的延遲時(shí)間對(duì)應(yīng)的不同的電壓激勵(lì)，電機(jī)就會(huì)輸出不同的速度，從而實(shí)現(xiàn)速度控制。全波方式的原理和半波是一樣的，采用雙向可控硅，在交流正弦信號(hào)的負(fù)半周期內(nèi)，通過(guò)給出可控硅的控制脈沖，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)輸入電源電壓的控制。這樣的話，在一個(gè)電源周期內(nèi)，對(duì)電機(jī)的速度信號(hào)進(jìn)行兩次調(diào)節(jié)，能夠提高系統(tǒng)的反應(yīng)速度，及時(shí)對(duì)電機(jī)速度的調(diào)節(jié)使電機(jī)的運(yùn)行更加平穩(wěn)，調(diào)速范圍更廣。