單相電機(jī)啟動(dòng)及接線原理解析

1、單相電機(jī)概念及應(yīng)用：單相電機(jī)，是指由220V交流單相電源供電而運(yùn)轉(zhuǎn)的異步電動(dòng)機(jī)。在生產(chǎn)方面應(yīng)用的有微型水泵、磨漿機(jī)、脫粒機(jī)，粉碎機(jī)、木工機(jī)械、醫(yī)療器械等，在生活方面，有電風(fēng)扇、吹風(fēng)機(jī)、排氣扇、洗衣機(jī)、電冰箱等，種類較多，但功率較小。單相電機(jī)啟動(dòng)原理：當(dāng)單相正弦電流通過定子繞組時(shí)，電機(jī)就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)交變磁場，這個(gè)磁場的強(qiáng)弱和方向隨時(shí)間作正弦規(guī)律變化，但在空間方位上是固定的，所以又稱這個(gè)磁場是交變脈動(dòng)磁場。這個(gè)交變脈動(dòng)磁場可分解為兩個(gè)以相同轉(zhuǎn)速、旋轉(zhuǎn)方向互為相反的旋轉(zhuǎn)磁場，當(dāng)轉(zhuǎn)子靜止時(shí)，這兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生兩個(gè)大小相等、方向相反的轉(zhuǎn)矩，使得合成轉(zhuǎn)矩為零，所以電機(jī)無法旋轉(zhuǎn)。因此，需要加上一個(gè)起動(dòng)

2、繞組，起動(dòng)繞組與主繞組在空間上相差90度，起動(dòng)繞組要串接一個(gè)合適的啟動(dòng)電容，使得與主繞組的電流在相位上相差90度，即所謂的分相原理。這樣兩個(gè)在時(shí)間上相差90度的電流通入兩個(gè)在空間上相差90度的繞組，將會(huì)在空間上產(chǎn)生（兩相）旋轉(zhuǎn)磁場，在這個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場作用下，轉(zhuǎn)子就能自行啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)起來 。它有兩個(gè)繞組，一般主繞組（運(yùn)行繞組）線徑較大一點(diǎn)，還有一個(gè)啟動(dòng)繞組（副繞組），啟動(dòng)繞組串聯(lián)一個(gè)電容器，是它的電壓遲后電流90度，這樣兩組繞組得到不同的磁場，形成了旋轉(zhuǎn)磁場，電動(dòng)機(jī)就轉(zhuǎn)起來了。電容在電路中產(chǎn)生的作用就是儲(chǔ)存電勢和電機(jī)中的電勢形成電勢差，然后產(chǎn)生磁力帶動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。單相電機(jī)起動(dòng)方式：第一種，分相起動(dòng)式，如圖

3、1所示，系由輔助起動(dòng)繞組來輔助啟動(dòng)，其起動(dòng)轉(zhuǎn)矩不大。運(yùn)轉(zhuǎn)速率大致保持定值。主要應(yīng)用于電風(fēng)扇,空調(diào)風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)，洗衣機(jī)等電機(jī)。 圖1 電容運(yùn)轉(zhuǎn)型接線電路第二種，電機(jī)靜止時(shí)離心開關(guān)是接通的，給電后起動(dòng)電容參與起動(dòng)工作，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速達(dá)到額定值的70%至80%時(shí)離心開關(guān)便會(huì)自動(dòng)跳開，起動(dòng)電容完成任務(wù)，并被斷開。起動(dòng)繞組不參與運(yùn)行工作，而電動(dòng)機(jī)以運(yùn)行繞組線圈繼續(xù)動(dòng)作，如圖2。 圖2 電容起動(dòng)型接線電路第三種，電機(jī)靜止時(shí)離心開關(guān)是接通的，給電后起動(dòng)電容參與起動(dòng)工作，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速達(dá)到額定值的70%至80%時(shí)離心開關(guān)便會(huì)自動(dòng)跳開，起動(dòng)電容完成任務(wù)，并被斷開。而運(yùn)行電容串接到起動(dòng)繞組參與運(yùn)行工作。這種接法一般用在空氣

4、壓縮機(jī)，切割機(jī)，木工機(jī)床等負(fù)載大而不穩(wěn)定的地方。如圖3。帶有離心開關(guān)的電機(jī)，如果電機(jī)不能在很短時(shí)間內(nèi)啟動(dòng)成功，那么繞組線圈將會(huì)很快燒毀。電容值：雙值電容電機(jī)，起動(dòng)電容容量大，運(yùn)行電容容量小，耐壓一般大于400V。 圖3 電容啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)型接線電路（雙值電容器）正反轉(zhuǎn)控制：圖4是帶正反轉(zhuǎn)開關(guān)的接線圖，通常這種電機(jī)的起動(dòng)繞組與運(yùn)行繞組的電阻值是一樣的，就是說電機(jī)的起動(dòng)繞組與運(yùn)行繞組是線徑與線圈數(shù)完全一致的。一般洗衣機(jī)用得到這種電機(jī)。這種正反轉(zhuǎn)控制方法簡單，不用復(fù)雜的轉(zhuǎn)換開關(guān)。圖1，圖2，圖3，正反轉(zhuǎn)控制，只需將1-2線對調(diào)或3-4線對調(diào)即可完成逆轉(zhuǎn)。主副繞組判斷：對于圖1，圖2，圖3，的起動(dòng)與運(yùn)行繞組

5、的判斷，通常起動(dòng)繞組比運(yùn)行繞組直流電阻大很多，用萬用表可測出。一般運(yùn)行繞組直流電阻為幾歐姆，而起動(dòng)繞組的直流電阻為十幾歐姆到幾十歐姆。單相電機(jī)啟動(dòng)電容與運(yùn)行電容接法：單相雙電容電動(dòng)機(jī)有一個(gè)啟動(dòng)電容和一個(gè)運(yùn)行電容。容量較大的是啟動(dòng)電容，容量較小的是運(yùn)行電容。電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后離心開關(guān)將啟動(dòng)電容從電路中斷開。如果缺少啟動(dòng)電容，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)困難或無法啟動(dòng)（常表現(xiàn)為空載啟動(dòng)正常，加載后無法啟動(dòng)）；如果缺少運(yùn)行電容，電動(dòng)機(jī)可以啟動(dòng)，但輸出功率變?。ǔ１憩F(xiàn)為帶負(fù)載能力降低）。一般啟動(dòng)電容是串接在單相電機(jī)的啟動(dòng)繞組上，與工作繞組并聯(lián)。單相電動(dòng)機(jī)有三個(gè)抽頭，首先用萬用表電阻擋測量三個(gè)線頭之間的電阻值，電阻最大的兩個(gè)線

6、頭之間并聯(lián)電容，另一個(gè)線頭（公共端）接電源的一端。然后用萬用表的電阻擋測量公共端與接電容兩端的線頭之間的電阻，阻值稍大的一端接電源的另一端，絕對一次性接正轉(zhuǎn)，若要想改變方向，將接電容一端的電源線改接為另一端即可.啟動(dòng)電容和運(yùn)行電容容量計(jì)算：運(yùn)行電容容量公式：C=120000*I/2.4*f*U*cos式中：I為電流；f為頻率；U為電壓；cos為功率因數(shù)取0.50.7。運(yùn)行電容工作電壓大于或等于（22.3）U。起動(dòng)電容工作電壓大于或等于1.42 U。(工作時(shí)電容兩端電壓為311V時(shí)為最佳)。起動(dòng)電容容量=（1.52.5）運(yùn)行電容容量。工作電容按每100W取1-4UF.啟動(dòng)電容是工作電容4-10倍

7、(電動(dòng)機(jī)要求啟動(dòng)轉(zhuǎn)距大取大值).經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),如果你的電機(jī)不超過200W,啟動(dòng)電容不會(huì)超過100uF,如果運(yùn)轉(zhuǎn)電容,你可以選擇幾個(gè)數(shù)值通電試驗(yàn),看哪一個(gè)電容的容量下整機(jī)電流最小,則該電容的容量就是最佳數(shù)值.)單相分相電機(jī)電容器的容量可以用經(jīng)驗(yàn)公式C=35000I/2PUfcos&算出如；I=250W/220V=1.2A，C=35000x1.2/2x1x50x220X0.8=24uf可以選擇350V30uf的電容；關(guān)于所配電容易損首先應(yīng)考慮電容器的耐壓是否大于15倍(包括15倍)以上的額定電壓：其次是容量是否太小(因?yàn)閱?dòng)電流較大)，這要由試驗(yàn)決定。實(shí)際中還沒有總結(jié)出計(jì)算啟動(dòng)、工作電容的簡便

8、公式。表1給出上述教材中的“單相電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電容和工作電容范圍參考表”供參考。 四。離心開關(guān)裝有離心開關(guān)的單相電機(jī)，也就是雙電容的電機(jī)，一般都是重負(fù)荷啟動(dòng)，需要一個(gè)大的啟動(dòng)力矩，離心開關(guān)上面串接一個(gè)啟動(dòng)電容，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到一定轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)軸套離心器靠離心力頂開離心開關(guān)，切斷啟動(dòng)電容，完成了啟動(dòng)任務(wù)后這個(gè)時(shí)候還剩一個(gè)運(yùn)行電容持續(xù)工作。離心開關(guān)固定電機(jī)端蓋里面，軸套離心器裝在電機(jī)轉(zhuǎn)子軸上，旋轉(zhuǎn)時(shí)靠離心力頂開開關(guān)觸點(diǎn)。五。故障實(shí)例單相異步電動(dòng)機(jī)常用的有 ：電容運(yùn)轉(zhuǎn)，電容啟動(dòng)，電容啟動(dòng)，電容運(yùn)轉(zhuǎn)，電阻(分相)啟動(dòng)四種，電容損壞會(huì)導(dǎo)致電機(jī)不啟動(dòng)，運(yùn)轉(zhuǎn)無力，燒副燒組等故障。以舉例談?wù)勗陔姍C(jī)無機(jī)械故障的前提下，電容損壞

9、引起的故障檢修。 例 1：洗衣機(jī)電機(jī)嗡嗡響不轉(zhuǎn)。 電機(jī)嗡嗡響不轉(zhuǎn)，可能是運(yùn)轉(zhuǎn)電容壞、副燒組開路或短路引起。首先取下電容，用萬用表R×1k擋測 ，發(fā)現(xiàn)已無充放電能力。用萬用表 R×1擋測電機(jī)引出的三根線，紅線和藍(lán)線阻值為 27n，黃線和藍(lán)線阻值為27n，紅線和黃線阻值為54n，說明主、副繞組良好。換CBB60型1OF電容后，故障排除。 例 2：山西產(chǎn) C0290L2 1.5HP電機(jī)，配套木工電刨床，電機(jī)嗡嗡響不轉(zhuǎn)。 此機(jī)是單相電容啟動(dòng)異步電動(dòng)機(jī) ，電容和副繞組、離心開關(guān)串聯(lián)后，再和主繞組并聯(lián)接入電路，如圖2所示。根據(jù)單相電 容啟動(dòng)原理分析，電機(jī)嗡嗡響不轉(zhuǎn)可能是電容壞 ，副繞組

10、短路或斷路，離心開關(guān)開路引起。將倒順開關(guān)置中間位置，卸下啟動(dòng)電容。用萬用表的RI擋 測主繞組 U1一u2阻值正常副繞組 WlW2在電機(jī)殼 內(nèi)和離心 開關(guān) 串聯(lián)，阻值正常，如圖 5所示 。用 R100擋測電容表針微動(dòng)，說明電容容量不夠，換CD60型200啟動(dòng)電容后，故障排除。例3：鄭州產(chǎn)Y90L-2 3kW 電機(jī)，配套飼料粉碎機(jī)，接通電 源空載運(yùn)行正常，加料就停機(jī)。 此電機(jī)是電容啟動(dòng)電容運(yùn)轉(zhuǎn)異步電動(dòng)機(jī)。原理如圖3所示，接線板接法如圖 6所示。取下W2U1和 U2V1連接片，從 Wl接線柱上卸開啟動(dòng)電容和運(yùn)轉(zhuǎn)電容的引線，用萬用表歐姆 擋測 U1一U2主繞組和Wlw2副繞組阻值正常，V1V2離一Ii

11、, 開關(guān)通，測啟動(dòng)電容C 正常，運(yùn)轉(zhuǎn)電容C 已無充放電能力，更換CBB60型40bF運(yùn)轉(zhuǎn)電容后，故障排除。 例 4：深圳產(chǎn) E090L14 11kW 電機(jī)，配套木工刨床。接 通電源噪音大、有勁，幾分鐘電機(jī)高燒，電客發(fā)燙而后爆裂。 此機(jī)接線如圖 6所示。將倒順開關(guān)置停機(jī)位置，卸下啟動(dòng) 電容和運(yùn)轉(zhuǎn)電容。測主繞組 U1一U2，副繞組 WlW2阻值正常，離心開關(guān)接柱 VIV2為零 ，測運(yùn)轉(zhuǎn)電容 c 良好。更換 150LF電容試機(jī)，故障依舊。懷疑離心開關(guān)沒有分離，啟動(dòng)電容 串入副繞組參與運(yùn)行，造成電流大電機(jī)高燒。再次試機(jī)，電機(jī)在 停機(jī)時(shí)聽不見離心開關(guān)“喀喳”的閉合聲，判定離Ii,開關(guān)不能分離。拆機(jī)觀察離

12、心開關(guān)觸點(diǎn)粘結(jié)。更換離心開關(guān)及 150LF啟動(dòng)電容后，故障排除。 例5：上海產(chǎn) Y90L-2 22KW 電機(jī)，配套玉米脫粒機(jī)。輕負(fù) 荷能運(yùn)轉(zhuǎn)，稍加負(fù)荷即停機(jī)，無力。 接線參考圖6，取下接線板上兩個(gè)連接片，用萬用表電阻擋 測主繞組 U1一u2、副繞組WlW2，阻值均正常，離心開關(guān)通，啟 動(dòng)電容良好，但測運(yùn)轉(zhuǎn)電容c 時(shí)，表針擺幅很小，再用電容表測 容量只有s F，說明電容容量減小。更換CBB60型30LF運(yùn)轉(zhuǎn)電容后，故障排除。 例 6：上海產(chǎn) YL100-2 3KW 電機(jī) ，配套山杏脫皮選核機(jī)，接通電源電機(jī)轉(zhuǎn)一下，保安囂立即跳閘。機(jī)主說，運(yùn)轉(zhuǎn)中保安器跳閘，短接了用戶保安器，表箱保安 器又跳閘。維修部說電機(jī)線包接鐵，需換線包。因?yàn)槭褂弥袥]有 聞到焦味也沒見冒煙，不相信電機(jī)會(huì)燒特意送來檢修。用搖表測接線柱對機(jī)殼絕緣電阻為 ON。因?yàn)樯叫舆x核機(jī)工作于濕山杏加工，水分很大，容易受潮。電機(jī)受潮絕緣不良是常見的但不能排除離心開關(guān)脫焊線頭碰機(jī)殼或離，t2,開關(guān)彈簧 脫落等引起的接鐵故障，為此拆機(jī)。觀察離心開關(guān)良好，主 、副繞組線包