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家里的电风扇不转了让你修一下,你说我不会,你还说你是从业十年的工程师?

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匿名  发表于 3 天前 |阅读模式
电机的结构
定子——单相绕组
转子——笼型转子
转子闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时,在导体上就会产生电流的现象叫电磁感应现象,产生的电流叫做感应电流。
虽然电机转子没有动,但是磁场强度大小在发生变化,等效于切割磁感线的运动,在转子导体中产生感应电动势和感应电流 。

根据左手定则:伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一平面内;让磁感线从掌心进入,使四指指向电流方向;拇指所指方向就是通电导线在磁场中所受安培力方向,左手定则经常被用来判断磁场对运动电荷、电流有作用力。
定子线圈通电,根据右手螺旋定则(安培定则):用右手握住通电螺线管,让四指指向电流的方向,那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。

不断改变线圈电流大小和方向,产生的磁场的大小和方向也会不断的发生变化。在定子内会产生一个大小随时间按正弦规律变化而空间位置不动的脉动磁场,即磁场在一个方向上强弱变化,而不是绕着转动的旋转磁场。

随着电流大小和方向的变化,产生的磁场可分解成两个大小相等、方向相反、转速相同的旋转磁场的叠加(双旋转磁场理论),但合成效果仍然是静止振动。 正转磁场会产生正向转矩,使转子转动。 反转磁场会产生反向转矩,抵消正向转矩。

一旦转子被外力(如手动拨动)赋予一个初始转速n,转差率s 对正反磁场的影响不再对称


此时T-急剧减小,因转子对反向磁场的切割效率降低。
转子会 持续加速 直至接近同步转速 ns(实际略低于 ns,维持转差率以产生足够转矩)。
为了让它能够自启动,我们加上一个启动绕组,位置上与主绕组正交(90°角),并在启动绕组上串个电容器。这样做的目的就是让这两个绕组上的电流之间产生相位差,不再同步变化。

所以:当你家的风扇不转时,用手拨动一下没有什么阻力,并且可以转起来,可以拼多多上买个电容换一下。他一般长这样

因为对比原电容,买个一模一样大小的,但是作为一名工程师,我们需要知道没有原电容参考时,我们用多大的电容。

如果你知道电机的铭牌参数,如启动电流、额定电流、电机型号,可以参考厂家推荐的电容值,也可以通过以下公式简单计算:

电风扇电机通常采用电容运转式,启动绕组和电容一直工作。
冰箱/空调压缩机采用电容启动式,启动后离心开关切断启动绕组。启动电容较大(几十μF),运行电容较小(几μF)。
洗衣机电机有些采用双电容(启动+运行),以提供更大启动转矩。
那么电容选大了或者小了会怎么样呢?
电容越大,相位差越大,启动电流越大:
  • 更大的电容可以使启动绕组电流更超前于主绕组,两相之间的电角度差接近90°,形成更“对称”的旋转磁场;
  • 这意味着产生更大的启动转矩;
  • 启动电容值较大,长期工作会导致辅助绕组电流太大,功率因数变差,造成电机效率降低;
  • 电机会发热严重,甚至烧毁辅助绕组。

    如果你用的是PSC电机(只一个电容,长期在线),那么所选电容值一般比较小,是综合考虑启动转矩、运行效率和绕组温升后的折中结果。以上给出了电容的经验计算方法,但是作为十年的工程师,只靠经验公式心里还是没谱的,那么这个电容用多大的究竟是根据什么计算的呢?单相异步电机的等效电路可以用两个绕组模型:主绕组阻抗:

    启动绕组阻抗(含启动电容):



    辅助绕组电流相位角 θa 相对于电压为:

    主绕组电流相位角:

    辅助绕组的阻抗受电容影响,电容值决定辅助绕组电流的相位。目标是让辅助绕组电流和主绕组电流的相位差 ?约等于90°,产生最大转矩。所以两者相位差:


    解这个方程对 C求解:

    即:

    得到:

    这下死心了。
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