伏安相位表的实物连接图
单相电机的运行电容起什么作用?
单相电机的运行电容起什么作用?
朋友们好,我是电子及工控技术,我来回答这个问题。单相异步电动机使用非常普遍,在洗衣机、抽油烟机、电风扇、空调和冰箱中的压缩机里都是用单相电机拖动的,在一些单相用电的电气设备中也广泛的运用了这种电机,例如鼓风机、水泵等,今天我们来谈谈这种电机的一些事情。
单相电机的结构单相异步电动机不管从外形来看还是从结构看他们都是各有特点的,我们从电机的共同点来看,它们都有定子和转子部分,还有端盖及接线端子等部分构成,所不同的是单相电机需要有电容配合才可以动起来,所以电容在单相电机中是必不可少的,其结构示意图如下图所示。
下面我们再以分相式单相异步电动机为例子来看看它内部结构,首先我们看一下它的铁芯基本上是与三相电机差不多的,只不过在铁芯上装的是主绕组和启动绕组,在装嵌的时候它们在空间上是相差了90度位置的。在电机定子整个一周的线槽中,主绕组要占定子总槽数的三分之二,启动绕组占三分之一。这个启动绕组只是在启动的时候用的到,当启动后转速达到同步转速的70%到85%的时候,我们就可以用离心开关或者继电器把它从电路断开了,就不再参与运行了,其内部结构如下图所示。
单相电机中电容的作用1、单相电机中启动电容的作用
我们先看一下单相异步电动机的工作过程,当单相电机的定子绕组加上交流220V的单相电压的时候,这时就会在电动机内部产生了一个交变的磁场,这个磁场与三相电机所产生的旋转磁场是不一样的,单相电机所产生的磁场方向是飘忽不定的,它一会垂直向上,一会垂直向下,总之这个磁场不会发生旋转,所以单相电机的转子如果只有这一个主绕组和副绕组的话是无法自动转起来的,它的磁场示意图如下图所示。
那么如何才能使单相电动机通电后自动转起来呢?我们根据三相电机转动的原理就可以知道,要使它转起来的关键是要生成一个启动转矩。那么要能够生成启动转矩就必须借助一个电容元件来“帮忙”。前面我们说过了,单相电机有主绕组和启动绕组(副绕组),并且这两个绕组在空间上是相差90度的,这时如果我们能在启动绕组上再串接一个具有一定容量的电容器的话,如果这时再用一个220V的交流电向这两个绕组加上电压的话,我们在电工基础就已经知道,电容两端的电流是超前电压90度电角度的,这样的话单相电机的主绕组和启动绕组中的电流就有了一个相位差了,并且它们的相位差是90度电角度了。我们用三相电机的分析方法可以知道,相位差是90度电角度的两个电流,当流过在空间上也相差90度电角度的两个绕组的话,就会产生一个旋转磁场了。
在旋转磁场的作用下,单相异步电动机的转子就会得到一个电磁转矩,这个电磁转矩我们就称为启动转矩,以上就是我们所说的启动电容的作用。
2、单相电机中运行电容的作用
前面我们说了启动电容的作用了,下面我们再说说运行电容的作用吧。在单相电机中有两个电容的我们叫它是双值电容单相异步电动机,这两个电容一个是启动电容,它的作用已经说过,另一个电容名字叫运行电容。这个运行电容的作用主要是为了提高电机的功率因数,增加电机的使用效率的作用。另外我还要说一下,运行电容一般容量要比启动电容的容量要小。它们俩是通过并联后与启动绕组串接在一起的,启动的时候,这两个电容都运作,这样以来电动机在启动时就有“劲”,当转速转到0.8倍的额定转速时,离心开关就将启动电容断开了,这时只有运行电容参与工作。
这两种电容一般都是才用金属箔电容或者金属化薄膜电容,其耐压值一般选用250V到630V之间为最好。
关于单相电机的调速方式单相异步电机的调速可以有两大类,一类是采用变频的调速方式,比如变频空调里的压缩机使用的就是这种,这在一般情况下使用成本较高,我们平时所用的都是低成本的一些调速,比如电风扇的调速、抽油烟机的调速等都是用了有级调速的,下面我着重说一下。
1、串电抗器调速
这种方法是把电抗器与电动机的绕组串联,然后利用电流在电抗器上产生的压降,这样就会使电机的定子绕组上的电压低于电源220V的电压了,从而达到了降压调速的目的,其电路图原理如下图所示。
2、自耦变压器调速
这种调速的方式就是电动机的调节是通过变压器来实现的,它的接线图如下所示。
3、串电容调速
它的方法是将不同容量的电容器串入在电路中,由于容抗的大小与电容的容量大小成反比,容量越大,容抗就越小,这样压降就越小,电机的转速就越快,比如我家里使用的电风扇就采用了这种调速的方法,一般它有中速、高速和低速三档。
4、绕组抽头法调速
第四种就是绕组抽头法调速,这种调速的方法是在电机的定子绕组上在装接调速绕组,然后通过调速开关来改变绕组的接线方法,这样就可以改变了电机内部的磁场的大小,因此也就达到了调速的目的。
5、双向可控硅调压调速
最后一种就是用可控硅调速了,它主要是通过开关电位器改变可控硅的控制角度,这样使电机得到不同的电压,因此也可以达到调速的目的,这种方法比较简单,可以实现无级调速的目的。以上就是我对这个问题的回答,希望能给你带来帮助。欢迎朋友参与讨论,敬请关注电子及工控技术,感谢点赞。
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