隨著當(dāng)今經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,如何節(jié)約能源成了一個(gè)世界性的話題。因此,對(duì)越來(lái)越普及的洗衣機(jī)來(lái)說(shuō),如何提高所使用的電動(dòng)機(jī)的效率也顯得越來(lái)越重要。同時(shí),隨著人們消費(fèi)水平和生活質(zhì)量的不斷提高,環(huán)保、智能型洗衣機(jī)的需求也越來(lái)越大,這對(duì)作為洗衣機(jī)主動(dòng)力的電動(dòng)機(jī)的要求也越來(lái)越高。當(dāng)前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上流行的洗衣機(jī)主要有兩種:波輪式和滾筒式全自動(dòng)洗衣機(jī)。無(wú)論哪種洗衣機(jī),其基本原理都是通過(guò)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)洗衣桶(滾筒)的轉(zhuǎn)動(dòng)從而產(chǎn)生水流,再由水流及洗衣桶(滾筒)產(chǎn)生的力來(lái)洗滌衣物,不同的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速?zèng)Q定了不同的洗衣桶(滾筒)轉(zhuǎn)速,也就是決定了洗滌的質(zhì)量以及洗衣機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)如噪音、振動(dòng)等。由此可見(jiàn),電動(dòng)機(jī)的性能如何對(duì)洗衣機(jī)的性能有決定性的影響。 現(xiàn)在波輪機(jī)上使用的電動(dòng)機(jī)以單相感應(yīng)電機(jī)為主,少數(shù)用無(wú)刷電機(jī),滾筒機(jī)上以串激電機(jī)為主,另外有的用變頻電機(jī)、無(wú)刷電機(jī)、開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)等。總的來(lái)說(shuō),可以將其分為兩大類:定速電動(dòng)機(jī)和變速電動(dòng)機(jī),下面對(duì)以上電動(dòng)機(jī)做一些簡(jiǎn)單介紹。 一、定速電動(dòng)機(jī) 定速電動(dòng)機(jī)基本上都是電容運(yùn)轉(zhuǎn)單相異步電動(dòng)機(jī),屬于感應(yīng)電動(dòng)機(jī),可以分為單速電動(dòng)機(jī)和雙速電動(dòng)機(jī)兩類。 1、單速電動(dòng)機(jī):它的定子上有空間上相互垂直的2相繞組,其中一相通過(guò)移相電容連接到電源上,轉(zhuǎn)子由鐵心和鼠籠組成,定子和轉(zhuǎn)子之間沒(méi)有電路上的直接聯(lián)系,通過(guò)定子繞組通電后產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在轉(zhuǎn)子鼠籠中感應(yīng)出感應(yīng)電流而產(chǎn)生電磁力。它具有感應(yīng)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本的優(yōu)點(diǎn),其運(yùn)行性能也不錯(cuò),但起動(dòng)性能稍差、無(wú)法調(diào)速。這類電動(dòng)機(jī)大都用于波輪洗衣機(jī)上。 2、雙速電動(dòng)機(jī):其原理同單速電動(dòng)機(jī)一樣,不同的是此類電動(dòng)機(jī)的定子上有2套極數(shù)不同的繞組用來(lái)產(chǎn)生不同的轉(zhuǎn)速,按照繞組結(jié)構(gòu)的不同又可以分為分離繞組和共享繞組2類。 (1)分離繞組雙速電動(dòng)機(jī):定子上有2套完全獨(dú)立的不同極數(shù)的繞組,如2極/6極、2極/16極、4極/6極等。由感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)知道,轉(zhuǎn)子鼠籠會(huì)自動(dòng)形成與定子磁場(chǎng)極數(shù)相同的極數(shù),因此通過(guò)給不同極數(shù)的定子繞組供電變可以方便得到不同的電機(jī)轉(zhuǎn)速以適應(yīng)不同的要求,如2極或4極用于甩干,6極、16極用于洗滌,由此給客戶更多的選擇。此類電機(jī)的性能特點(diǎn)同單速電動(dòng)機(jī),但因?yàn)槠涠ㄗ由闲枰?套繞組,所以它的體積比單速電動(dòng)機(jī)大,成本也高。 (2)共享繞組雙速電動(dòng)機(jī):艾默生電機(jī)發(fā)明了一種共享繞組的雙速電動(dòng)機(jī),是對(duì)分離繞組雙速電動(dòng)機(jī)的進(jìn)一步改進(jìn),其特點(diǎn)是通過(guò)改變連接方式可以使定子繞組為2種不同的極數(shù)所公用。比如說(shuō)已經(jīng)大批量生產(chǎn)的4極/6極雙速電動(dòng)機(jī),其定子繞組既可以用作4極,通過(guò)改變連接又可以用作6極。因?yàn)榇祟愲姍C(jī)的定子繞組是2種極數(shù)共享的,所以它的體積要比普通的分離繞組雙速電動(dòng)機(jī)小得多,也就是說(shuō)在同樣的體積下可以得到更大的輸出功率,從而可以更好的滿足客戶的需求。 雙速電動(dòng)機(jī)目前主要用于波輪洗衣機(jī),也有部分用于滾筒洗衣機(jī)。 二、變速電動(dòng)機(jī) 隨著科學(xué)技術(shù)和生活水平的提高,不同材質(zhì)的衣物也越來(lái)越多,這就對(duì)洗衣機(jī)提出了更高的要求,比如根據(jù)不同的衣物如何選擇不同的洗衣機(jī)轉(zhuǎn)速,使得衣物既能洗干凈又能磨損少,而且還要省電、省水、噪音低?這就要求洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)能根據(jù)不同的要求提供不同的轉(zhuǎn)速,很顯然這一要求單速電動(dòng)機(jī)不能滿足,只能由變速電動(dòng)機(jī)來(lái)解決。常用的變速電動(dòng)機(jī)有串激電動(dòng)機(jī)、變頻感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、永磁無(wú)刷電動(dòng)機(jī)和開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)幾種。 1、串激電動(dòng)機(jī):其原理和基本結(jié)構(gòu)就是一臺(tái)直流串激電動(dòng)機(jī),因?yàn)楣┙o其交流電時(shí)也能工作,所以又叫通用電動(dòng)機(jī)或交直流兩用電動(dòng)機(jī)。它的定子繞組一般是2極的集中繞組,轉(zhuǎn)子上有線繞的分布繞組,并且?guī)в袚Q向器和炭刷改變流入轉(zhuǎn)子的電流方向。另外,轉(zhuǎn)子換向器端裝有一測(cè)速發(fā)電機(jī),用來(lái)檢測(cè)和控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。串激電機(jī)具有很好的控制性能,其機(jī)械特性和調(diào)節(jié)特性均是平行的直線,這是 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)所無(wú)法達(dá)到的。此外,串激電動(dòng)機(jī)還具有起動(dòng)力矩大、效率高、調(diào)速方便、動(dòng)態(tài)性能好等優(yōu)點(diǎn)。但是,串激電機(jī)的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜,轉(zhuǎn)子電流需要換向器和電刷來(lái)進(jìn)行機(jī)械式換向,它們之間的滑動(dòng)摩擦產(chǎn)生了機(jī)械磨損、噪音、火花以及電磁干擾,使得電動(dòng)機(jī)可靠性降低、壽命短,雖然隨著技術(shù)的發(fā)展和制造工藝的提高,可靠性和壽命方面有了很大的提高,但噪音、火花和電磁干擾仍然存在。其控制電路簡(jiǎn)單,成本較別的變速電動(dòng)機(jī)低。 此類電動(dòng)機(jī)主要用在滾筒洗衣機(jī)上,其甩干時(shí)電動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速可以達(dá)到每分鐘16000轉(zhuǎn)。 2、變頻感應(yīng)電動(dòng)機(jī):此類電動(dòng)機(jī)一般是三相感應(yīng)異步電動(dòng)機(jī),通過(guò)控制電路改變其轉(zhuǎn)速。感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,在電動(dòng)機(jī)極數(shù)已定的情況下只能通過(guò)控制電路改變電動(dòng)機(jī)的供電電源頻率來(lái)得到不同的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速,現(xiàn)在比較常用的是變壓變頻控制方式,性能更好的矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制也在發(fā)展中,而且以后會(huì)占的比例越來(lái)越大。變頻電動(dòng)機(jī)具有異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn),又能達(dá)到串激電動(dòng)機(jī)的調(diào)速范圍,而且電機(jī)的效率比普通感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和串激電動(dòng)機(jī)高、噪音低,但由于控制電路價(jià)格較高,因而總的成本較高。 此類電動(dòng)機(jī)主要用在滾筒洗衣機(jī)上,其甩干時(shí)電動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速可以達(dá)到每分鐘18000轉(zhuǎn)。 壽命方面有了很大的提高,但噪音、火花和電磁干擾仍然存在。其控制電路簡(jiǎn)單,成本較別的變速電動(dòng)機(jī)低。
此類電動(dòng)機(jī)主要用在滾筒洗衣機(jī)上,其甩干時(shí)電動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速可以達(dá)到每分鐘16000轉(zhuǎn)。 2、變頻感應(yīng)電動(dòng)機(jī):此類電動(dòng)機(jī)一般是三相感應(yīng)異步電動(dòng)機(jī),通過(guò)控制電路改變其轉(zhuǎn)速。感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,在電動(dòng)機(jī)極數(shù)已定的情況下只能通過(guò)控制電路改變電動(dòng)機(jī)的供電電源頻率來(lái)得到不同的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速,現(xiàn)在比較常用的是變壓變頻控制方式,性能更好的矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制也在發(fā)展中,而且以后會(huì)占的比例越來(lái)越大。變頻電動(dòng)機(jī)具有異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn),又能達(dá)到串激電動(dòng)機(jī)的調(diào)速范圍,而且電機(jī)的效率比普通感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和串激電動(dòng)機(jī)高、噪音低,但由于控制電路價(jià)格較高,因而總的成本較高。 此類電動(dòng)機(jī)主要用在滾筒洗衣機(jī)上,其甩干時(shí)電動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速可以達(dá)到每分鐘18000轉(zhuǎn)。 3、永磁無(wú)刷電動(dòng)機(jī):無(wú)刷電動(dòng)機(jī)是近幾年飛速發(fā)展起來(lái)的一種電動(dòng)機(jī),按照其反電勢(shì)和供電電流的波形不同可以分為直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)和交流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)2種。此類電動(dòng)機(jī)由電機(jī)本體、位置傳感器和控制器構(gòu)成,定子一般是三相對(duì)稱的分?jǐn)?shù)槽繞組,轉(zhuǎn)子表面由永磁體構(gòu)成以提供勵(lì)磁場(chǎng),位置傳感器一般是霍爾元件,隨著控制技術(shù)的提高,無(wú)位置傳感器的無(wú)刷電動(dòng)機(jī)也越來(lái)越多。洗衣機(jī)中用的無(wú)刷電動(dòng)機(jī)通常都是外轉(zhuǎn)子式,既可以驅(qū)動(dòng)波輪洗衣機(jī)也可以驅(qū)動(dòng)滾筒洗衣機(jī),而且近幾年發(fā)展起來(lái)的直接驅(qū)動(dòng)滾筒洗衣機(jī)都用無(wú)刷電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力。 由于其轉(zhuǎn)子為永磁體,而且運(yùn)行在同步狀態(tài),沒(méi)有轉(zhuǎn)子損耗,所以無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的效率最高,噪音最低,艾默生電機(jī)的無(wú)刷電動(dòng)機(jī)最高效率可以達(dá)到90%,但由于控制器的成本較高,其總的成本也較高。 4、開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī):這也是近些年發(fā)展起來(lái)的一種新型電動(dòng)機(jī),此類電動(dòng)機(jī)也由電機(jī)本體、位置傳感器和控制器構(gòu)成,但其定子、轉(zhuǎn)子都是凸極結(jié)構(gòu),而且定子上是集中繞組,轉(zhuǎn)子只是由鐵心構(gòu)成,在轉(zhuǎn)子上既無(wú)繞組又無(wú)永磁體,只是靠直軸、交軸間的磁阻變化產(chǎn)生力矩。所以它的結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單、堅(jiān)固,成本也較低廉,而且更能適用于高轉(zhuǎn)速、環(huán)境惡劣的場(chǎng)合,但同樣由于定轉(zhuǎn)子的雙凸極結(jié)構(gòu)而使得開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的力矩波動(dòng)比較大、噪音較高。 開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)目前只有少量用在滾筒洗衣機(jī)上,隨著控制技術(shù)的發(fā)展,它的應(yīng)用前景還有很大的發(fā)展。 綜上所述,隨著社會(huì)的發(fā)展,洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)也會(huì)向高功率密度、節(jié)能、環(huán)保(低噪音)等方面發(fā)展,這也決定了變速電動(dòng)機(jī)將會(huì)成為主要的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。而且,象變頻感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和無(wú)刷電動(dòng)機(jī),甩干時(shí)可以由快到慢逐漸起動(dòng),從而使衣物在桶內(nèi)均勻分布,最大限度的減少振動(dòng)和噪音,將會(huì)被越來(lái)越多的用戶所接受。 |
|
來(lái)自: 電機(jī)CAD > 《新能源汽車電機(jī)》