单相异步电动机在家用电器里到处都是,风扇、洗衣机、冰箱压缩机、水泵,用的基本都是它。它结构简单、成本低、直接接220V就能用,但有个天生的特点:通电之后自己转不起来,得靠额外的手段给个初始推力。
原因在于单相绕组产生的是脉动磁场,不是旋转磁场。脉动磁场可以分解成两个大小相等、方向相反的旋转磁场,转子静止时两个方向转矩互相抵消,合成转矩为零,所以电机只会嗡嗡响不会转。三相电机因为三相绕组相位差120度,天然形成旋转磁场,就没这个问题。
最常见的解决办法是加一个副绕组,和主绕组在空间上错开90度,再串一个电容让电流相位提前,两套绕组就产生了近似两相旋转磁场,转子就能启动。这个电容叫启动电容,容量一般几十到几百微法。
按启动方式分几种。电容启动式,启动后靠离心开关把副绕组和电容断开,只有主绕组运行,启动转矩大,适合压缩机;电容运转式,副绕组和电容一直参与工作,运行平稳、噪音小,风扇常用;双值电容式,启动和运行各用一个电容,兼顾启动转矩和运行性能。
转向的改变很简单:把副绕组的两根线对调,旋转磁场方向就反了。注意不是调电源线,调电源线对单相电机没用,这一点跟三相电机完全不同,接线时别搞错。
常见故障也有规律。电机不转只嗡嗡响,多半是电容鼓包失效或者启动绕组断了;转起来没劲、发热严重,可能是运行电容容量下降或者绕组匝间短路;噪音大、震动,检查轴承和风叶有没有变形。换电容时一定要选同规格的,耐压值和容量都不能随意加大。
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