電容器在電動機中通過電容移相作用,將單相交流電分離出另一相相位差90度的交流電。將這兩相交流電分別送入兩組或四組電機線圈繞組,就在電機內(nèi)形成旋轉(zhuǎn)的磁場,旋轉(zhuǎn)磁場在電機轉(zhuǎn)子內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場與旋轉(zhuǎn)磁場方向相反,被旋轉(zhuǎn)磁場推拉進入旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。
單相電不能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。要使單相電動機能自動旋轉(zhuǎn)起來,我們可在定子中加上一個起動繞組,起動繞組與主繞組在空間上相差90度,起動繞組要串接一個合適的電容,使得與主繞組的電流在相位上近似相差90度,即所謂的分相原理。這樣兩個在時間上相差90度的電流通入兩個在空間上相差90度的繞組,將會在空間上產(chǎn)生(兩相)旋轉(zhuǎn)磁場,在這個旋轉(zhuǎn)磁場作用下,轉(zhuǎn)子就能自動起動
電容在電容式電動機中的作用單相電機一般是指用單相交流電源(AC220V)供電的小功率單相異步電動機。這種電機通常在定子上有兩相繞組,轉(zhuǎn)子是普通鼠籠型的。兩相繞組在定子上的分布以及供電情況的不同,可以產(chǎn)生不同的起動特性和運行特性。電容式電機可分為電容分相啟動電機和永久分相電容電機,這種電機結(jié)構(gòu)簡單、啟動快速、轉(zhuǎn)速穩(wěn)定,被廣泛應(yīng)用在電風(fēng)扇、排風(fēng)扇、洗衣機、抽油煙機等家用電器中。
電容式電動機的電容叫移相電容,單相電動機在通電后,其內(nèi)部產(chǎn)生的磁場是脈振磁場,而不是旋轉(zhuǎn)磁場,要使單相電動機能自動旋轉(zhuǎn)起來,我們可在定子中加上一個起動繞組,起動繞組與主繞組在空間上相差90度,起動繞組要串接一個合適的電容,電容的作用就是移相(移相作用,因電容具有蓄能做用,與單相電機中的一組繞組串聯(lián)或并聯(lián),使其中一繞組得到的電壓滯后另一繞組),兩繞組相位差90度,這就產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場,驅(qū)動鼠籠轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動,也就帶動電機軸轉(zhuǎn)動。,使得與主繞組的電流在相位上近似相差90度,即所謂的分相原理;
電容器在電動機中通過電容移相作用,將單相交流電分離出另一相相位差90度的交流電。將這兩相交流電分別送入兩組或四組電機線圈繞組,就在電機內(nèi)形成旋轉(zhuǎn)的磁場,旋轉(zhuǎn)磁場在電機轉(zhuǎn)子內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場與旋轉(zhuǎn)磁場方向相反,這樣兩個在時間上相差90度的電流通入兩個在空間上相差90度的繞組,將會在空間上產(chǎn)生(兩相)旋轉(zhuǎn)磁場,在這個旋轉(zhuǎn)磁場作用下,被旋轉(zhuǎn)磁場推拉進入旋轉(zhuǎn)狀態(tài),因此移相電容也叫啟動電容。
單相電容電動機接線圖
電機要想旋轉(zhuǎn)就得產(chǎn)生一個轉(zhuǎn)矩(一個轉(zhuǎn)動的力),那么這個轉(zhuǎn)矩就靠帶有電容的那個線圈(啟動繞組)和沒有帶電容的線圈(主繞組)組合得來。電容的移相作用就是,把磁場“畸變”,產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。這樣電動機的磁場不是均勻的,所以振動和噪音要比三相的大(三相電機用電容是為了補償功率因數(shù))。
假如電風(fēng)扇或者洗衣機不轉(zhuǎn)了,如果是因為電容器壞了,那風(fēng)扇發(fā)出翁翁的聲音,但就是不轉(zhuǎn),如果你用手轉(zhuǎn)一下風(fēng)扇,風(fēng)扇轉(zhuǎn)動就慢慢的轉(zhuǎn)動了或者能正常旋轉(zhuǎn)了。這就是這個電容器的作用:產(chǎn)生一個啟動轉(zhuǎn)矩。
電動機的啟動電容一般只限于單相交流電機,電機啟動與運轉(zhuǎn)建立前提是內(nèi)部線圈產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場,而單相電只能在內(nèi)部產(chǎn)生一個交變磁場,使用電容的目的就是與另一組線圈(啟動)合力產(chǎn)生這個磁場,單相電不存在相位差,不能獨立支持電機工作,所以需要電容移相,就是使電機的起動繞組電流在時間和空間上,超前于運行繞組90個電工角度,形成相位差。其中,運行電容還起著平衡主副繞組之間電流的作用。
單相電動機的運行電容量與副繞組匝數(shù)偏多偏少的有關(guān),一般為100W配電容量2~4μF,或根據(jù)公式計算獲得:
C=1950×I/U×cosφ
啟動電容量為運行電容量的2~4倍選取。
例如:220V500W電動機額定電流(約值):
I=P/U/cosφ=0.5/0.22/0.8≈2.8(A)
電動機的運行電容量:
C=1950×I/U×cosφ=1950×2.8/220×0.8≈20(μF)
單相電容運轉(zhuǎn)式電機時,電容容量并非越大越好,不要為了提高電動機的啟動轉(zhuǎn)矩而選大容量的電容換上;雖然這種做法能提高啟動轉(zhuǎn)矩,但電機的啟動電流也會以更大的比率增加;
一般情況,在單相電容啟動式電機中,啟動繞組中串聯(lián)的電容容量增加1倍,啟動轉(zhuǎn)矩只能增加50%,而啟動電流卻要增加200%。在單相電容運轉(zhuǎn)式電機中,當(dāng)電容容量增加2倍時,啟動轉(zhuǎn)矩雖可增加近2倍,但電機的效率將降低50%。這會使電機幾乎不能驅(qū)動原來的負載,如繼續(xù)通電,電機長時間處于過負載狀態(tài),將燒壞繞組。
可見對配用的電容器選擇不當(dāng),會給電機帶來嚴重后果。更換啟動、運轉(zhuǎn)電容時,最好選用與原配置參數(shù)相同的電容。如果電容器損壞,又不知道或看不清標(biāo)注參數(shù),可按下面公式計算選配:
C=8JS(uF)
式中,C-配用的電容量,單位為微法(uF);J-電機啟動繞組電流密度,一般選5~7A/平方mm;s-啟動繞組導(dǎo)線截面積(平方mm)。
例如:某臺扇電機啟動繞組線圈重新繞制后,測出啟動繞組線徑為0.17mm,則截面積S=0.0226平方mm,選J=7A/平方mm,所以
C=8×7×0.0226≈1.26uF
實際選配參數(shù)為1.2uF±5%,耐壓500V的電容。另外應(yīng)注意電容的耐壓值一定要高于400V,以防擊穿。





