单相电机正反转、停转控制试验台研制

毕崇照 王政皓 栾啸飞 赵庆志

摘 要：本论文对单相电机的工作原理进行了分析，论述了正反转、停转控制并研制了试验台，对其电气控制原理图、安装接线图进行了理实一体化阐述，对工程应用单相电机有参考价值，弥补了教科书中这方面的不足。

关键词：单相电机;正反转、停转控制;试验台

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.02.117

1 引言

在大学电气控制类课程大都是论述三相交流电机控制电路，缺乏用途广泛的单相交流电机及其控制论述，而单相交流异步電机用途广泛，本文论述研制的单相交流异步电机正反转、停转控制试验台，对工程应用单相交流异步电机有参考价值，弥补了教科书中这方面的不足。

2 单相交流异步电动机接线

如图1所示单相异步电动机定子上有2个绕组AX和BY，分别称主绕组和副绕组，其轴线在空间相互垂直。在2个绕组之间串有运转电容C，选择适当的参数能使2绕组中的电流产生90的相位差，实现电机自行启动。当电动机的接线方式如图1所示时，即开关在1位置，由于运转电容C与绕组BY串连，通电后绕组BY中的电流超前绕组AX中的电流一定电角度，电动机正转。反之，当在2位置时，电动机反转。

3 单相交流异步电动机的调速

单相异步电动常用的调速方法有调压调速、变极调速和变频调速3种方式。对于小功率系统，变频调速成本比较高，变极调速只能调定几个固定的速度，而调压调速不仅成本比较低，还可以实现速度连续可调，所以采用此试验台采用调压器进行调压调速。

4 实验台总体方案设计

首先确定该论文目的方向是关于单相电机的分类和控制方式的分析，所以实验台选择单相电机，确定当前应用最广泛的控制方式——正转、反转和无级变速控制，根据所需要的功能画出原理图，再根据实验室现有条件选择单相电机、220V交流接触器、熔断器、继电器、无极变速器控制单相异步电动机进行可调速的正反转，最后画出接线图，对试验台进行组装，调试来实现其功能。

5 单相电机控制实验台的设计

调节变速器和正反转自锁互锁控制电路共同控制单相异步电动机实现可调速的正反转，电气控制原理图如图2所示，电气安装接线图如图4所示，图3无级变速器原理图和接线图，实验台如图5所示。

5.1 正反转控制电气控制原理图设计

由于调速器和电动机相连所以根据调速器的接口COM＼CW＼CCW口来接电路，其中COM口是公共接口相当于单相电动机的黑接线口，而接通CW或CCW时，相当于普通可实现正反转的单相电机的另外两色接线柱，结合控制电路即可实现正反转。在控制电路中分别有自锁和互锁两部分，原理：当闭合SB2时自锁导致KM1的线圈通电，常开触点闭合为常闭触点，互锁控制即为当闭合SB2（3）时导致自锁的发生，再按下按钮SB3（2）时不会对电路产生影响，将SB1常闭触点断开一次使其下面的电路都断开才能再按SB3实现反转。由此可得当任意一路自锁时此路可以通电即可将COM口（黑接线柱）与CW口或CCW口形成通路，电动机相应实现正反转。

本试验台由单相异步电机和正转、暂停和反转按钮和电路中必要的熔断保护（FU）和过载保护（FR）、交流接触器KM1和KM2器件、无级变速器、试验台的电的总开关。

无级变速器。

单相交流电机调速器的工作原理是在电动机控制回路中串入双向可控硅，控制可控硅的导通角从而控电动机的端电压。当外接电源电

压或负载波动引起转速变动时与电动机同轴连接的测速发电机输出信号通过积分器与转速给定信号比较，其误差放大后和过零触发信号经

驱动移相触发器实现电压自动调整从而使转速稳定在给定值，需要改变转向时，只需将电动机正反转接头对换即可。

5.2 无级变速器原理图和接线图

原理、接线图：

5.3 电气控制安装接线图设计

电容运转式异步电动机的接线原理如图4所示，试验台如图5所示。

6 结束语

大学教科书中大都是对三相电机的论述，但是单相电机的适用范围仍然很广，所以此试验台用单相电机组建可作为工厂和工程中的组建单相电机电路的借鉴，也可以作为单相电机教学的实验台，很好的做到了理实一体化。

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