三相电机的单相运行及电容的计算 三相异步电动机绕组接线端连接上几只电容器,可以接至“单相电源上运行。对于常见的单速三相电机,无论它是星形连接还是三角形连接,都不必拆开电动机绕组的内部接头,而只需在引线端并联电容器。 三相电机是三角形接法时,电容按图:连接;是星形接法时,电容按图2连接。图中C2为运行电容人:为启动电容。闭合开关K后接通电源,电机开始运行,当电机达至!额定转速后,应通过开关K将c1断开,否则电机会发热,甚至烧坏。 电容C2的容量可按下式计算:C2=1950*In/(Un*COSФ) (μF) 式中1N、UN、cos十分别是原三相电机铭牌上的额定电流、额定电压和功率因数值,若铭牌上无功率因数,cosy可取0·85左右。例,日某台三相异步电机铭牌上标有“A”连接,额定电压力220V,额定电流力0. 85A,功率因数为0.8。则改为单相运行时工作电容C2为:C2=1950In/(Un*COSФ)=1950*0.85/(220*0.8)=9.42(μF)取C2=10μF。 电容C1的容量可根据电动机启动时负载的大小来选择,通常为C2的1~4倍。对于功率1kw以下的小电机,C1也可以去掉不用,但C2数值要适当加大。经此改接后,电机的容量根据电机运行时功率因数的大小要下降10%~40%。 上述电路中的电容要选纸介油浸电容或金属化电容等无极性电容器,不能用电解电容器,同时要注意其耐压值。一般地,若电机工作电压力220v,电容耐压应为400v;若电机工作电压力为380V,电容耐压应力600V左右。对于1kW以下的小功率三相异步电动机,不仅可以作三相运行,而且也可以作单相运行。
1. 电动机单相运行时的连接方式
(1)三相绕组的三角形连接
如图1所示。将电容器并接在三相绕组的任意一相两端(接在U相两端),然后220V市电加在电容C的一端和V2与W1的交点处。这样,电机就可旋转,如需改变电机旋转方向,则可按所示连接,将市电从电容器的一端调换到另一端即可。
(2)三相绕组的星形连接
将电容器接在任意两个端子上中接V1、U1),220V市电则加在余下的端子W1和电容C的任一端上。这样,电机就可旋转。如需改变电机转向,则将市电的一端从U1换接到V1端即可(所示)。
2. 电容器的容量选择
小型三相异步电动机作单相运行时,所选电容容量一定要合适,若太小则旋转无力,启动困难;太大则回路电流过大,导致电机过热。一般电容容量值选择如附表所示。
如果不查表,也可以按经验公式获得:当星形连接时,所需电容容量C(Μf)=P(W)/17,C的单位是μF,P的单位是W;当用作三角形连线时,所选电容容量C(μF)=P(W)/10。
一、三相异步电动机的旋转原理
三相异步电动机要旋转起来的先决条件是具有一个旋转磁场,三相异步电动机的定子绕组就是用来产生旋转磁场的。我们知道,但相电源相与相之间的电压在相位上是相差120度的,三相异步电动机定子中的三个绕组在空间方位上也互差120度,这样,当在定子绕组中通入三相电源时,定子绕组就会产生一个旋转磁场,其产生的过程如图1所示。图中分四个时刻来描述旋转磁场的产生过程。电流每变化一个周期,旋转磁场在空间旋转一周,即旋转磁场的旋转速度与电流的变化是同步的。旋转磁场的转速为:n=60f/P 式中f为电源频率、P是磁场的磁极对数、n的单位是:每分钟转数。根据此式我们知道,电动机的转速与磁极数和使用电源的频率有关,为此,
控制交流电动机的转速有两种方法:
1、改变磁极法;
2、变频法。以往多用第一种方法,现在则利用变频技术实现对交流电动机的无级变速控制。
还可发现,旋转磁场的旋转方向与绕组中电流的相序有关。相序A、B、C顺时针排列,磁场顺时针方向旋转,若把三根电源线中的任意两根对调,例如将B相电流通入C相绕组中,C相电流通入B相绕组中,则相序变为:C、B、A,则磁场必然逆时针方向旋转。利用这一特性我们可很方便地改变三相电动机的旋转方向。 定子绕组产生旋转磁场后,转子导条(鼠笼条)将切割旋转磁场的磁力线而产生感应电流,转子导条中的电流又与旋转磁场相互作用产生电磁力,电磁力产生的电磁转矩驱动转子沿旋转磁场方向以n1的转速旋转起来。一般情况下,电动机的实际转速n1低于旋转磁场的转速n。因为假设n=n1,则转子导条与旋转磁场就没有相对运动,就不会切割磁力线,也就不会产生电磁转矩,所以转子的转速n1必然小于n。为此我们称三相电动机为异步电动机。
因为单相异步电动机主绕组是负载220V电压的,而三相异步电动机Y形接法时每相绕组实际负载电压也是220V,为此,单相异步电动机主绕组总匝数等于三相异步电动机Y形接法时每相绕组总匝数;若三相异步电动机△形接法时,每相绕组负载电压是380V,为Y形接法时每相绕组实际负载电压220V的1.732倍,故此,每相绕组总匝数为单相异步电动机主绕组总匝数的1.732倍。