第三章-第二节：电容分相异步电动机（课件）-《电机与电气控制技术》同步教学（ 高等教育出版社）

第三章 单相异步电动机 第二节：电容分相异步电动机 目 录 目录 Content 工作原理 01 分类 02 一、工作原理 电容分相单相异步电动机的原理电路如图3-6所示。在电动机定子铁芯上嵌放有两套绕组，即工作绕组U1U2(又称主绕组)和启动绕组Z1Z2(又称辅助绕组)。它们的结构相同或基本相同，但在空间的布置位置互差90°。在启动绕组中串入电容C后再与工作绕组并联接在单相交流电源上，适当选择电容C的容量，使流过工作绕组中的电流Iu与流过启动绕组中的电流Iz在时间上相差约90°,就满足了图3-5旋转磁场产生的条件，在定子转子及气隙间产生一个旋转磁场。单相异步电动机的笼型结构转子在该旋转磁场的作用下，获得启动转矩而旋转。电动机一旦转动起来，启动绕组的存在与否就不起作用了。 二、分类 1.电容运行单相异步电动机 电容分相单相异步电动机可根据启动绕组是否参与正常运行而分成三类，即电容运行单相异步电动机、电容启动单相异步电动机和双电容单相异步电动机。 电容运行单相异步电动机是指启动绕组及电容始终参与工作的电动机，其原理电路如图3-6所示，外形如图3-7所示。电容运行单相异步电动机结构简单，使用维护方便，只要任意改变启动绕组(或工作绕组)首端和末端与电源的接线，即可改变旋转磁场的转向，从而实现电动机的反转。电容运行单相异步电动机常用于吊式电风扇、台式电风扇、电冰箱、洗衣机、空调器、通风机、录音机、复印机、电子仪表仪器及医疗器械等各种空载或轻载启动的机械上。 2.电容启动单相异步电动机 前已叙述在单相异步电动机的单相定子绕组中通入单相交流电，则产生的是脉动磁场，如果转子原来是静止的，则转子导体不切割磁感线，就没有感应电动势和电流，没有启动转矩，电动机无法启动。但如用外力拨动转子，使转子旋转，则转子导体就切割磁感线而按拨动方向继续旋转。因此，电动机一旦转起来以后，电容运行单相异步电动机的启动绕组和电容支路的存在与否就没有什么关系了。所谓电容启动单相异步电动机就是指这类电动机的启动绕组和电容只在电动机启动时起作用，当电动机启动即将结束时，利用开关S将启动绕组和电容器从电路中切除，如图3-8所示。 在单相异步电动机中，用来切除启动绕组电路的开关S通常有以下三种。 （1）离心开关启动 图3-9所示为离心开关结构示意图。该离心开关由旋转部分和静止部分组成，旋转部分安装于电动机转轴上，与电动机一起旋转。而静止部分则安装在端盖或机座上，静止部分由两个相互绝缘的半圆形铜环组成(与机座及端盖也互相绝缘),其中一个半圆形铜环接电源，另一个半圆形铜环接启动绕组。电动机静止时，安装在旋转部分上的三个指形铜触片在拉力弹的作用下，分别压在两个半圆形铜环的侧面，由于三个指形铜触片本身是连通的，这样就使动绕组与电源接通，电动机开始启动。当电动机转速达到一定数值后，安装于旋转部分的影铜触片由于离心力的作用而向外张开，使指形铜触片与半圆形铜环分离，即将启动绕组从电上切除，电动机启动结束，投入正常运行。电容启动单相电动机的启动转矩较大，启动电流相应增大，因此它在小型空气压缩机、电冰箱、磨粉机、医疗机械、水泵等满载启动的机械中适用 2.电容启动单相异步电动机 2.电容启动单相异步电动机 （2）启动继电器启动 有些单相异步电动机，如电冰箱压缩机上的电动机，由于它与压缩机同轴组装在一起，并放在密封的金属罐里，不便于安装离心开关，此时就用启动继电器来代替，如图3-10所示。启动继电器有电流型、电压型、差分型等多种，较常用的为电流型启动继电器，它由吸引线圈KA、动静触点等组成。吸引线圈KA串联在工作绕组U1U2回路中，启动时，工作绕组中电流很大，使启动继电器衔铁被吸合，则串联在启动绕组ZIZ2回路中的动合触点闭合，接通启动绕组电路，电动机处于两相绕组工作状态而开始启动。随着转子转速 2.电容启动单相异步电动机 (3)PTC启动器启动 最新式的启动元件是PTC元件，它是一种能“通”或“断”的热敏电阻。PTC元件是一新型的半导体元件，可用作延时型启动开关，它的电阻-温度曲线如图3-11(a)所示。图中电急剧增加的温度点Tc称为居里点，它的高低可通过原材料配方来调节，温度在Tc点以下时电阻值甚低，当温度超过Tc以后，电阻有很大的正温度系数，电阻值随温度升高急剧增大，以后又趋于稳定。最大阻值与最小阻值之比超过1000。使用时，将PTC元件与电容启动或电阻启动电动机的启动绕组串联。 3.双电容单相异步电动机 为了综合电容运行单相异步电动机和电容启动单相异步电动机各自的优点，近来又出现了一种电容启动、电容运行单相异步电动机(简称双电容单相异步电动机),即在启动绕组上接有两个电容器C₁及C₂,如图3-12所示，其中，电容C₁仅在启动时接入，电容C₂则在全过程中均接入。这类电动机主要用于