日期：2023-02-13 18:28:54瀏覽量：88108
減速電機的調(diào)速背景
單相感應(yīng)電機只需要單相市電電源供電即可工作，可靠簡單，是最早進(jìn)入家電應(yīng)用領(lǐng)域的電機種類之一。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計，目前大部分的家用落地扇、吊扇、空調(diào)外機、廚房煙機等家用電器仍然采用單相感應(yīng)電機。在諸多單相感應(yīng)電機類型中，更常見的是如圖1所示的電容運行電機，啟動電容和啟動繞組始終都參與工作。
1. 單相感應(yīng)電容運行電機
大多電機工作過程中經(jīng)常面臨調(diào)速的問題，單相感應(yīng)電機也不例外。如家用電扇要切換轉(zhuǎn)速擋位實現(xiàn)不同的出風(fēng)量。傳統(tǒng)常見的調(diào)速方式有抽頭調(diào)速和可控硅斬波調(diào)速。
減速電機的調(diào)速抽頭調(diào)速
輔助繞組分出若干抽頭，通過機械開關(guān)接不同的繞組實現(xiàn)電機調(diào)速。一般單相感應(yīng)電機是基于滿載工況優(yōu)化設(shè)計，通過改變抽頭組合讓部分輔助繞組產(chǎn)生反向抵消磁場來實現(xiàn)減速目的。電機滿載工況下繞組磁場接近正交的圓形，噪音和效率表現(xiàn)相對較好；低速工況下抽頭繞組結(jié)構(gòu)改變讓電機運行失去了對稱性，偏向橢圓磁場，轉(zhuǎn)矩脈動的分量增加，效率降低，噪音變大。此時電機偏離了原有優(yōu)化的狀態(tài)，電機轉(zhuǎn)速雖然降下來了，但其輸入功率卻沒有成比例下降，還經(jīng)常伴隨著惱人的電磁噪音。從某種意義來說，抽頭調(diào)速是靠繞組間“出力抵消“，消耗能量來達(dá)到調(diào)速目的。此外，多抽頭結(jié)構(gòu)也不利于電機標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。
2. 單相感應(yīng)電機抽頭調(diào)速
減速電機的調(diào)速可控硅調(diào)速
抽頭調(diào)速只能實現(xiàn)有限擋位調(diào)速，某些應(yīng)用需要實現(xiàn)無級調(diào)速或閉環(huán)調(diào)速，如空調(diào)風(fēng)機，或者高端風(fēng)扇要求產(chǎn)生連續(xù)的睡眠風(fēng)和自然風(fēng)。在這樣的應(yīng)用場合，前面的調(diào)速方式顯然無法滿足要求。某些家電廠采用可控硅斬波實現(xiàn)單相感應(yīng)電機的調(diào)壓調(diào)速，即將交流市電經(jīng)雙向可控硅斬波后加到電機負(fù)載。連續(xù)改變可控硅導(dǎo)通角，調(diào)節(jié)等效的電機電壓實現(xiàn)無級調(diào)速。但工頻的可控硅斬波導(dǎo)致電機輸入電壓波形嚴(yán)重失真，功率因數(shù)變差，因此這種可控硅調(diào)速也同樣存在嚴(yán)重的電磁噪音問題。
3. 單相感應(yīng)電機可控硅調(diào)速
近年來一些家電廠商推出了低壓無刷直流電機(BLDC)方案，該類方案可以解決上述調(diào)速帶來的噪音和能效痛點問題，但系統(tǒng)復(fù)雜，還需要一個額外的電源適配器，整機系統(tǒng)價格相對昂貴，尚無法完全取代單相感應(yīng)電機。而傳統(tǒng)單相感應(yīng)電機依然占據(jù)相當(dāng)大的市場份額。
