什么是离心开关及其工作原理

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离心开关是一种常见于信号相感应电动机和分相感应电动机中的电气开关。离心式开关的专利于20世纪20年代授予Royal Lee。该开关用于提供控制开关操作,当电机产生规定的电机转速时,这种操作是必需的。早些时候,在发明这种开关之前,为了简化电机的设计,开关位于电机内。这种设计非常不令人满意,因为它导致油、灰尘、油脂积聚在这些开关上。这反过来又使接触操作不可靠。


什么是离心开关?


离心开关的工作原理是离心力。这是一个电器开关。这些开关是专为单相和分相感应电动机设计的。离心开关通常被称为“离合器”,因为它的工作原理类似于汽车上使用的离心离合器。


典型的离心开关由两部分组成-安装在电动机轴上的离心机构和固定的开关。

什么是离心开关及其工作原理

离心开关


安装在电机轴上的离心机构随轴旋转,并通过电触点连接到固定开关上,以控制感应电机中的启动绕组电路。


工作原理


同理,这个开关的工作原理是离心力,这是一种作用在旋转物体上的虚拟力。


根据牛顿力学,当物体作圆周运动时,圆的中心会产生一个力,使物体偏离中心。这种力被称为离心力。它是由于物体的惯性产生的。这个力作用在身体上,把它从中心驱赶出去。这一原理也适用于洗衣机。


感应电动机中的离心开关


为了了解这个开关在感应电动机中的工作,我们首先要了解感应电动机的模型。感应电动机由一个定子绕组和一个辅助绕组组成。在定子绕组上施加单相交流电流。但是单个定子绕组不能产生足够的旋转磁场来产生起动转矩。因此,提供了一个辅助绕组。


该辅助绕组产生的磁场与定子绕组产生的磁场不一致。因此,产生的磁场产生一个启动转矩并启动电机。一旦电机启动,转子就会产生一个不包括定子磁场的脉动磁场。


当电机速度达到同步速度的指定百分比时,必须断开辅助绕组的通电电路。离心开关有助于断路和断开辅助绕组。


离心开关在感应电动机中的作用


让我们看看离心开关在感应电动机中是如何工作的。安装在电机轴上的离心机构由一个弹簧盘组成,弹簧盘的校准砝码连接在底座上,由钢板支撑。开关触点闭合,为辅助绕组提供产生起动转矩所需的电力。


当转子旋转时,校准砝码承受离心力。在特定速度下,当该力克服阀瓣的弹簧力时,由于离心力,开关触点断开。此时,砝码从转子轴上移开,从而将辅助绕组与电路断开。


在关键操作点,可以看到三个因素:


弹簧力以线性速率减小。


离心力以与转子速度成正比的速率增加。


权重的半径增加


如何测试?


理想的离心开关应满足以下条件:


操作应在其整个生命周期内保持一致。


设备的零件数量应尽可能少,以简化设计并降低生产成本。


应该有可忽略的摩擦成分。


切出/切入比应易于更改,而不会引起任何重大的设计修改。


由于开关的接触单元位于电机框架的外部,因此开关很容易接近。这样就可以在不拆卸电机架的情况下对开关进行检查、清洁和更换。


应用


该开关也用于系统中的速度检测对于保护和设备的正常工作至关重要。离心开关的一些应用如下:


发动机、发电机等的超速保护。


用于直流电机、输送机、自动扶梯、电梯等。


它们也用于检测鼓风机、风扇和输送机等设备中的低速。


也用于速度损失可能导致设备损坏、材料损失的系统。


与之前用于相同用途的开关相比,离心式开关具有良好的接触可靠性。

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