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描述

　　單相電機調(diào)速器原理圖

　　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)通角從而控制電動機的端電壓。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聯(lián)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。

　　該電路是較簡單的帶反饋可控硅調(diào)壓電路。

　　接線原理圖見下圖：

　　單相電機調(diào)速方法

　　作為單相異步電動機其調(diào)速方法有三種：

　　（1）變極調(diào)速；

　　（2）降壓調(diào)速；

　　（3）抽頭調(diào)速。

　　變極調(diào)速（簡介）

　　在單相電機中，有倍極調(diào)速和非倍極調(diào)速之分。倍極調(diào)速電機一般定子上只有一套繞組，用改變繞組端部聯(lián)接方法獲得不同的極對數(shù)以達(dá)到調(diào)整旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速。在極數(shù)比較大的變極調(diào)速中，定子槽中安放兩套不同極數(shù)的獨立繞組，實際上相當(dāng)于兩臺不同極數(shù)的單速電機的組合，其原理和性能與一般單相異步電機一樣

　　降壓調(diào)速

　　降壓調(diào)速方法很多，如串聯(lián)電抗器（吊扇）、串聯(lián)電容、自耦變壓器和串連可控硅調(diào)壓調(diào)速。空調(diào)中最常用的調(diào)壓調(diào)速是可控硅（塑封）調(diào)壓調(diào)速。

　　可控硅調(diào)速是改變可控硅導(dǎo)通角的方法，改變電動機端電壓的波形，從而改變了電動機的端電壓的有效值。可控硅導(dǎo)通角α1=180°時，電機端電壓為額定值，α1＜180°時電壓波形如下圖實線部分，電機端電壓有效值小于額定值，α1越小，電壓越低，如下圖：

　　塑封PG電機就是可控硅降壓調(diào)速。對于塑封PG電機，其繞組工作原理與抽頭電機一致，但不同之處在于塑封PG電機的輸入電壓不是直接接到電源上的，而是通過電控的輸出端施加電壓于電機上的，其電控的輸出電壓是可調(diào)節(jié)的。其電氣原理圖見圖3，調(diào)速是利用電機輸出轉(zhuǎn)矩與電機輸入電壓成近似一次關(guān)系，通過改變電機輸入電壓來改變電機的輸出轉(zhuǎn)矩，起到調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速的作用，其原理如下圖示：

　　該結(jié)構(gòu)是在電機的軸上裝有一個磁環(huán)，它一般有6極磁環(huán)及2極磁環(huán)2種。當(dāng)電機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一圈時，磁環(huán)也旋轉(zhuǎn)一圈，磁環(huán)與PG板中的霍爾元件相感應(yīng)，6極磁環(huán)會在PG板的OUTPUT（白）腳中輸出3個脈沖，2極磁環(huán)會輸出1個脈沖，這樣根據(jù)輸出脈沖的數(shù)量就可以知道電機的轉(zhuǎn)速。在電控中設(shè)定有預(yù)定的轉(zhuǎn)速值，將它與從PG塊中采樣取得的轉(zhuǎn)速值相比較，當(dāng)轉(zhuǎn)速偏低時，則提高電控的輸出電壓（可控硅導(dǎo)通角變大），當(dāng)轉(zhuǎn)速偏高時，則降低電控的輸出電壓（可控硅導(dǎo)通角變小），這樣通過PG信號的反饋調(diào)節(jié)電控輸出電壓就實現(xiàn)了對電機的平滑調(diào)速。由于電控的輸出電壓不會高于其輸入電壓，因此在電機設(shè)計時要保證電機達(dá)到高風(fēng)檔的轉(zhuǎn)速時其電控的電壓不高于工作的額定電壓。如我國額定電壓為220VAC，則設(shè)計時的電控電壓一般設(shè)計為180VAC~200VAC左右。此參數(shù)值設(shè)定太低則造成電機材料浪費，且電控若損壞擊穿后電機直通市網(wǎng)電壓，其電機溫升會較高；若此參數(shù)值設(shè)定過高則會造成市網(wǎng)電壓降低時，有可能達(dá)不到設(shè)定的額定轉(zhuǎn)速，影響空調(diào)的能力

　　抽頭調(diào)速（重點）

　　電容運轉(zhuǎn)電動機在調(diào)速范圍不大時，普遍采用定子繞組抽頭調(diào)速。此時定子槽中放置有主繞組、副繞組及調(diào)速繞組，通過改變調(diào)速繞組與主、副繞組的聯(lián)接方式，調(diào)整氣隙磁場大小及橢圓度來實現(xiàn)調(diào)速的目的。

　　一般電容運轉(zhuǎn)單相電機，主繞組與副繞組嵌在不同的槽中，繞組與鐵芯間由聚酯纖維無紡布（DMDM或DMD）隔開，其在空間一般相差90度電角度，且副繞組通過串聯(lián)一個工作電容器后與主繞組并接于電源。當(dāng)電機通電后，主繞組與副繞組在氣隙中共同形成一個有方向有幅值強度的旋轉(zhuǎn)磁場。其方向與主、副繞組所處的空間位置等有關(guān)，它決定了電機的轉(zhuǎn)向；其幅值強度則與主副繞組的參數(shù)設(shè)計有關(guān)，它決定了電機輸出力矩的大小。該旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子鼠籠轉(zhuǎn)子相互作用，使電動機按一定的方向旋轉(zhuǎn)。若調(diào)換主副繞組的空間位置，則旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向會相反，該反方向的旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子相互作用，使電動機的轉(zhuǎn)向也會相反。

　　抽頭調(diào)速可分為T型抽頭調(diào)速和L型抽頭調(diào)速。L型抽頭調(diào)速又可分為主繞組抽頭L-1型和副繞組抽頭L-2型。目前最常用的是T型抽頭調(diào)速和副繞組抽頭L-2型調(diào)速。原理線路圖見下：

　　T型抽頭調(diào)速優(yōu)點：中、低檔運行繞組溫升低；缺點：電機高檔效率低，主繞組易形成匝間短路（見企業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)13設(shè)計案例的DC03.043-001“YDK29-8E電機匝間短路案例分析”）。

　　L型抽頭調(diào)速優(yōu)點：電機高檔效力高，繞組不易形成匝間短路；缺點：中、低檔運行繞組溫升高。

　　不論哪種調(diào)速，都各有優(yōu)缺點，選用哪種除要考慮設(shè)計時要達(dá)到哪個結(jié)果，還要考慮電機的經(jīng)濟性，一般L型較經(jīng)濟）。