文档介绍：项目二电动器具基础知识
项目目标
、结构及特点。
、单相串励电动机及单相交流感应式异步电动机的工作原理。
、分类及常用控制方法。
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项目描述
在家用电器中,电动器具约占60%左右。它们的共同特点主要是将电能转换为人们所需要的机械能形式,这种转换必须借助电动机。家用电动器具上使用的电动机可分为三类: 永磁式直流电动机,单相串励电动机及单相交流感应式异步电动机。输出功率一般都在750W以下。这些电动机的体积较小,种类很多。如电风扇、洗衣机常用单相交流电容式电动机;吸尘器、食品加工机常用单相交流串励式电动机;剃须刀、部分电吹风则用永磁式直流电动机。
本项目主要通过对各种电动机以及典型电动器具控制电路的介绍,使学生理解电动器具常用电动机的类型、结构及其特点;理解永磁式直流电动机、单相串励电动机及单相交流感应式异步电动机的工作原理;了解电动器具负载特点及其常用控制方法;了解单片机的组成及以它为核心的微型计算机控制电路工作原理。
项目实施
任务一认识电动器具常用的电动机
一、永磁式直流电动机
家用小型电动器具〔如电动剃须刀、小型电动按摩器等)普遍以干电池为电源,其电动机使用永磁式直流电动机。
永磁式直流电动机主要由定子、转子(又称为电枢)、换向片、电刷等组成,如图2-1所示。
定子由永久磁铁制成,外形为环形或瓦块形,定子磁场是由永久磁铁产生的。
转子是直流电动机的转动部件,由转子铁心和电枢绕组组成。小功率电动机的转子铁心一般由三翼式的硅钢片叠压而成,中间固定转轴。~;~;线圈匝数为25~30匝/V;三个线
图2-1 永磁式直流电动机的结构
圈的一端连在一起,另一端焊在相应的换向片上。
换向片是三个相互绝缘的弧形铜片,嵌放在绝缘套筒上。绝缘套筒由塑料或玻璃纤维制成,固定在转轴上。
电刷一般用石墨和磷铜片制成。两个电刷应平行地安装在换向片两侧,依靠电刷的弹性与换向片保持良好的接触。电刷的另一端与电源连接,直流电流经电刷、换向片流入电枢绕组。
接通电源后,直流电流经电刷、换向片流入电枢绕组。通电线圈在磁场中会受到力的作用,在这个磁场力的作用下,电枢开始转动。根据左手定则可知,电枢转动方向由磁场方向及电流方向决定。如电枢绕组中通入的电流方向不变,电枢转过一定角度后,因受到的力矩方向与前面相反,而不能沿此方向一直转下去。
为了使电枢持续向某一方向转动,每转过一定角度,应使电枢绕组中的电流改变方向,以保证电枢绕组受到的转矩方向不变。直流电动机的电枢绕组有几个线圈,就有几个换向片。通过换向片的作用使电枢从一个磁极转到另一个磁极时,线圈中的电流方向得到相应的改变,从而保持电动机的转向不变。
(1)结构简单,体积小永磁式直流电动机无定子绕组,所以它的结构最简单,体积较小,成本也低。
(2)转速稳定理论和实践都表明,永磁式直流电动机的转速随负载的增大而略有下降,有较硬的机械特性。因此,它常用在需要稳定转速的家用电器上。
(3)易于实现反转永磁式直流电动机的旋转方向是由磁场方向和电枢绕组中的电流方向决定的。只要改变转子中的电流方向便能改变转子的旋转方向,即只要将连接电源的两根引线互换便可实现反转。
二、单相串励电动机
单相串励电动机又称为交直流两用电动机。这种电动机的转速可达到20000r/min以上, 特别适合使用在吸尘器、食品加工机等需高转速的电动器具上。
单相串励电动机主要由定子、转子(电枢)、换向器、电刷等组成,如图2-2所示。
图2-2 单相串励电动机的结构
定子由定子铁心和定子绕组(励磁绕组)组成。~。小功率单相串励电动机的定子铁心都为凸极式,励磁绕组套装在凸极上。
转子由电枢铁心、电枢绕组和换向器、转轴等组成。电枢铁心也是由硅钢片叠压而成的,在铁心外圆周上冲有多条槽口,由高强度漆包线绕成的电枢绕组嵌放在槽内。电枢绕组由多个线圈组成,每个线圈都有首端和尾端两根引出线,彼此之间及与换向片间通过有规律的连接,使电枢绕组形成一个闭合回路。
换向器由换向片、云母片、塑料组成。它由多个铜质的换向片围成一个圆柱体,换向片之间用云母片进行绝缘。通过塑料压制后使各换向片紧固在一起,且与转轴保持绝缘。换向器转动时,将电刷输入的电流轮流分配到相应的绕组上,使电枢受到的转矩方向始终不变。
单相串励电动机励磁绕组与电枢绕组采用串联连接。串联的方式有两种:一是