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單相交流異步電機在工業洗衣機的應用

下邊對上述四種電機的基本特性以及能否用作洗衣機的直驅電機做一下介紹。

1、單相交流異步電機,是目前工業洗衣機普遍采用的電機,原因筒單,因為它的原理、構造大家已經了解,制作工藝已成熟,而且,應用在洗衣機上已有幾十年歷史了。但由于這種電機是恒速運轉,工作時通過皮帶傳動及減速離合器完成速度、力矩的轉換,再分別完成工業洗衣機的洗滌、脫水動作。普通的滾筒洗衣機沒有減速離合器,一級皮帶作為減速兼傳動。它在洗滌、脫水時的不同轉速是由電機的不同極對數繞組來完成的。繞組多采用2極/l2極或2極/l6極。這樣可以使洗滌轉速大約在40-60r/min,脫水轉速大約在400-600r/min。當人們想進一步提高脫水轉速時,也大多選用改變電機的轉差率來改變電機繞組電壓,達到脫水轉速可調的目的?墒沁@種方法存在,調速范圍小、穩定性差等不足。

由單相交流異步電機驅動的工業洗衣機.其弱點或不足之處逐漸被人們所看清:

(1)洗衣機的驅動系統結構復雜,工作效率低、轉速不穩定,啟動電流大、故障率比較高、控制精度低;

(2)在結構設置上,洗衣機的電機軸與滾筒的幾何中心軸不可能同軸(需要皮帶減速),處于偏置狀態,而正是這種“偏置”適成了洗衣機在工作時會出現振動,難以平衡的問題。所以,迫使我們不得不增加培植,以抑制整機工作時的振動載噪音;

(3)電機的固有結構及外特性決定了這種電機的單位體積功率偏小、起動力矩偏弱、過載能力不足、可控性較差;同時它實現直接驅動比較困難.難以實現驅動系統的佳化;

因此說,單相交流電機的固有結構及性能已在某種程度上制約了洗衣機的進一步發展,如難以實現多種洗滌轉速設計、電機及洗衣機多種自我保護功能、頻曦啟動等,所以亟需開發出一種適于洗衣機工作的電機。

2、單相串勵電機的引入,起源于歐美等生產廠家。歐美地區住房寬裕,人們一般將洗衣機安放在離臥室較遠的地方。不太在乎噪音,而的是脫水轉速。單相串勵電機正好可以滿足這方面的要求,這種電機一般由電刷換向器、勵磁繞組和電樞繞組串接而成,定子由定子鐵心和勵磁繞組等部件組成,轉子由電樞鐵心、電樞繞組和換向器組成;由于勵磁繞組與電樞繞組是串接的,通電后電樞電流與勵磁磁場所產生的電磁力矩就可以帶動負載旋轉。單相串勵電機轉速高、體積小、起動轉矩大,經常用在電鉆等電動工具上。將這種電機裝配在工業洗衣機上,洗滌或脫水時只需通過調整電壓就可以實現電機轉速的調整,并且,調節范圍也比較寬。在有的滾筒洗衣機裝配了這種電機其脫水轉速可達達1000r/min以上。但它也有不足的地方:的就是工作時噪聲突出,尤其是轉速越高,噪聲越大,這也是由于這種電機的自身結構所決定的。

除此以外,由于這種電機采用的是機械式換向。因此,電磁干擾在所難免,被電刷短接元件中的電流急劇變化和產生的火花,會產生的電磁干擾,在高速脫水時尤為;電刷與換向器摩擦攝耗也會影響電機的壽命;诖,這種電機要實現直接驅動也比較困難。

3、開關磁組電機,英文為Switched Reluctance,它的構造比較特殊:定子的凸極是由硅鋼片疊加而成,在凸極上繞有昧中繞組.把徑向相對的兩個繞組串聯就構成一個兩極磁極.叫做“一相”;轉子的凸極也是由硅鋼片疊加而成。沒有永磁材料,目前應用比較多的是四相結構(8/6磁對數)。這種電機遵循“磁阻小原理”,即磁通總是沿著磁阻小的路徑閉合,而具有一定形狀的鐵心總要移動到小磁阻位處;當我們對定子某一相繞組勵磁時,產生的磁場就會使轉子旋轉到轉子極軸線與定子極軸線重合的位置上;如果依次給定子繞組通電,就會使轉子根據勵磁的順序方向不同而旋轉。但這種電機必須與控制器一同使用,形成一套對應的系統。這一電機系統近年來發展較快,尤其是在歐、美等。

開關磁阻電機在工業洗衣機 www.killdeerrecords.com上的應用,也主要基于以下兩個方面的考慮:

( 1)由于結構的相對筒單,且又是間接驅動方式.(指勵磁線圈對電機轉子,不需電刷換向)。電機的驅動特性可以比擬現有的異步電機絨單相串勵電機;

(2)可用于對負載的直接驅動。但這種電機的結構也有其不足之處,這就是轉矩脈動大。雖然增加相數可能會減小轉矩脈動,但是會帶來控制復雜、成本增加等新的問題,這就造成工作時電機產生的噪音比較大,因此.不利于洗衣機的靜音化。雖然可以通過優化控制技術以及完善電機的制造技術加以改善.但這一完善過程需要相當的時間,工藝驗證和經驗積累。

4、永磁無刷直流電機比較而言技術相對成熱。這種電機一般由電機本體、驅動電路、位置傳感器三部分組成,電機不配驅動系統難以單獨工作。這種電機的本體與普通電機相似,但用于產生勵磁磁通的轉子構成存在較大的區別:它是由固定在磁極上的磁鐵與用作磁通上路徑的磁軛組成,沒有勵磁繞組。因此,這種電機的優點就是無勵磁損耗,效率高。驅動電路一般是由功率羅輯開關單元和位,傳感器信號處理單元組成;前者作為控制電路的核心,其功能是將電源的功率按照一定的邏輯關系分配給定子上的各相繞組.使其產生的磁場,與轉動中轉子磁場在空間始終保持一定的關系,以便能連續轉動;后者即位置傳感器信號處理單元負責將采集到的信號進行分析處理,然后提供給功率邏輯開關單元去控制繞組的通電與斷電.進而控制了電機的運轉。

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