串勵電動機的工作過程_串勵電動機的調速原理

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

　　單相串勵電機是一種目前已經應用非常廣泛的電機，它的優(yōu)點是由于它轉速高、起動力矩大、體積小、重量輕、不容易堵轉、適用電壓范圍很廣，可以用調壓的方法來調速，簡單且易于實現(xiàn)。

　　交流串勵電動機的工作原理是建立在直流串勵電動機基礎上的，因此首先分析直流串勵電動機的工作過程。

　　如圖1勵磁繞組與電樞繞組串聯(lián)在一起，接在直流電源上。根據主磁通和電樞電流的方向，利用電動機左手定則，可以決定轉子轉動的方向。圖1（a）中是逆時針方向旋轉，如果將圖1（a）的電源極性反過來則變?yōu)閳D1（b）所示的形式。由于是串勵電動機，主磁通及電樞電流I將同時改變方向，根據電動機左手定則可知，在磁通和電樞電流同時改變方向的情況下，轉子轉向不變，仍為逆時針方向旋轉。由此可以推論，一臺直流串勵電動機改接交流電壓后，雖然電源極性在反復變化，但轉子始終維持一恒定轉向，因此也可以作為交流電動機運行，這就是單相交流串勵電動機的原理。這種串勵電動機若設計成可以應用在交、直流兩種電源上，則稱為通用電動機。

　　通用電動機的勵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。要改變通用電動機的旋轉方向，只需將電樞繞組兩端（或勵磁繞組兩端）的接線對調一下。通用電動機按交流方式使用時，所需勵磁繞組匝數(shù)比按直流方式使用時所需的匝數(shù)少，所以勵磁繞組常帶有抽頭，以便于使用。

　　單相串勵電機的調速，大多數(shù)采用調節(jié)電壓的方法，就是改變電動勢。根據其機械特性，影響電機轉速的有電動勢，磁通和電樞導體數(shù)。對于已經制成的電機，導體數(shù)已定，不能改變，所以不能采用這個方法，如果采用改變磁通的方法，就是要在激磁線圈處并聯(lián)可調電阻，但此電阻消耗功率多，而且體積大，因此不是簡單經濟的方法。采用調節(jié)電壓方法，采用可控硅調速技術，具有線路簡單，元件體積小等特點，是一種簡單有效的方法。

　　單相串勵電機的電壓調速方法采用的可控移相調壓，利用可控硅的觸發(fā)電壓滯后于輸入電壓實現(xiàn)對輸入電壓的移相觸發(fā)。在實現(xiàn)方法上有硬件和軟件方式。在硬件設計上要得到可靠的電機速度控制，采用的專用集成電路作為控制線路，在電機轉軸上裝置速度傳感器，以反饋轉速信號，從而使電機調定的轉速保持穩(wěn)定，而不隨負載而變化，但這些高性能的調速裝置，由于線路復雜，成本高和體積大等原因，在實際的家電的速度控制中，沒有競爭力。而采用軟件方法，硬件上只需增加微處理，將控制算法程序寫入微處理器，利用微處理器來觸發(fā)可控硅的延時導通從而實現(xiàn)對串勵電機的速度控制。這種方法的電路比較簡單，應用單片機就可以完成，節(jié)省了成本。所以在實際的應用中，多采用這種方法。

　　根據可控移相整流的方法，有全波整流和半波整流兩種，同樣的串勵電機的調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的正半周期內，由可控硅的特性中，當延遲時間給其一適當正脈沖信號，可控硅導通，串勵電機從而獲得電源激勵而工作。不同的延遲時間對應的不同的電壓激勵，電機就會輸出不同的速度，從而實現(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，在交流正弦信號的負半周期內，通過給出可控硅的控制脈沖，實現(xiàn)對系統(tǒng)輸入電源電壓的控制。這樣的話，在一個電源周期內，對電機的速度信號進行兩次調節(jié)，能夠提高系統(tǒng)的反應速度，及時對電機速度的調節(jié)使電機的運行更加平穩(wěn)，調速范圍更廣。