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谈三相电机改单相电机


浅谈三相电机改单相电机

(1)带载能力变差,不如三相使用时有劲。 (2)发热快,且不易启动。 (3)在机外设离心开关,使用时极不方便,能否将其取消,从别的 方面改进。 (4)所配电容器易损。 有没有一种比较简单的方法计算工作电容和 启动电容的容量。 (5)请问 3kw 以上的三相异步机能否改作单相电机使用?怎样改最 简便实用。 1.单相异步电机较同容量的三相异步电机体积大,运行性能差, 所以我国现在只做小容量的单相异步电机,现有产品功率从几瓦到 1.3kW 左右。考虑到改接后电机的安全、经济运行及性价比后,原则上 我们可以把 1kW 及以下三相异步电机改为单相电容运转式异步电机, 把 1.1~7.5kW 三相异步电机改为单相电容启动与运转异步电机。 2.1kW 及以下三相异步电机改接时,应该选用正品油浸式金属膜 纸介电容做附加电容,电容的耐压必须选取 450V 以上。电容量按 C=14. 选取, 6In 式中 In 为三相异步电机额定电流, 算出数值后取整数, 再寻找相适应的电容即可。 3. 及以下电机接线方法如图 l 所示。 1kW 原电机接线盒内“Y”型 接法连片不动,把选好的电容 C 并接在 Ul 和 V1 之间,把零线接在 Ul 端,火线接在 wl 端即可;如电机反转,则接在 wl 端的相线不动,把原

先接在 u1 端的零线改接在 Vl 端,即可改变电机转向。

4.1.1~7.5kW 之间的三相异步电机改接时,也应该选用正品的 油浸式金属膜纸介电容器做启动运转电容。电容器的耐压 Uc=2.2Un 选 取,Un 为三相电机额定电压,运转电容 Cp=1600*(In/Un);启动电容 CN=(2~3)CP。 以上式中:Uc 表示启动、运转电容的两端所承受的电压,Cp 表示 运行电容器,Cn 表示启动电容,In 表示三相异步电机额定电流,Un 表 示三相异步电机额定电压。 5.1.1-7.5kW 电机的接线方法如图 2 所示。将原电机接线盒内 的连片全部拆除,用 1.5~6mm2 塑铜线做特制联片。分别把 W2、V2 端 子,U2 和 W1 端子相连接,相线直接接在 W1 端,零线接在 U1 端,运行 电容 Cp 跨接在 U1 和 V1 端,启动电容 Cn 和速度继电器的常闭触点 Sr 串联后接在 U1 和 V1 端即可。如电机反转,则 W1 端接相线不动,把原 接在 u1 端的零线改接在 Vl 端,即可改变电机的转向。

6.图 1、图 2 中,Qs 为空气开关,型号为 DZ5—20 系列或其他, 空气开关的热脱机动作额定电流按电机额定电流选取。 为熔断器, FU 型 号为 RLl—15 系列,熔体电流按该电机额定电流的 2.5-3 倍选取。如 果电机启动频繁,或者启动时间长,则空气开关熔体选择应适当加大一 点,但不宜过大。图 2 中 Sr 为速度继电器的常闭触点,当电机转速达 到额定值的 75~80%时,其断开。 7.最后需要注意的是,改接后的电机输出功率只能达到原来三相 运行时的 60%,且启动力矩小,不宜满负荷启动。文中如有不妥之处, 请同行高手批评斧正。

笔者专职从事电动机的维修工作,现将 11 年的工作经验,汇编如 下。 方案 1:配加电阻或开关。 如图 1 所示,电阻 R 的阻值应大于运行绕组的 5—10 倍。开关 QA 为按钮式启动开关。

方案 2:配加电容 如图 2 所示, 可使电机功率达到原来的 55%以上。 电容 Cl 的容量 计算公式: Cl=1950In/Un·cosQ 式中:In 为电机额定电流,单位为“A”。Un 为电机额定电压,

单位为“V”。cosQ 为功率因数,取 0.5~0.7。电容 c2 的容量公式: C2=(1~4)C1。 方案 3:改进型 这种方法可提高电机的功率,如图 3 所示,电容 Cl、C2 的容量同 上,C3=2Cl,R=0.25U/I。

方案 4:加电感电容法 如图 4, 采用一只电感 L 和一只电容 C 从单相电源获取三相对称电 压, 电机应按三角形连接, 并注意 L 的载流量及 C 的耐压。 当电机为 2. 2kW 时,C 可取 254uF,L 可取 78mH。 方案 5:用电子元件代替开关 K(QA)

对于功率为 2~3kW 的三相电动机,移相电容的容量需达到 200~ 300uF 或更大,由于要求其耐压高,使电容的体积大、价格高。图 5 的 电路实际是一个双向电子开关。实验证明,当电动机绕组为三角形连接 时,若旋转速度不超过 1500 转/分,启动装置能有效地与之配合工作。

注:(1)方案 2、3、4 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。耐压最好是 600V 以上的。(2)方案 2、3、4 中,如电机 转速太快,可加大负荷,或减小容量;如太慢,可减轻负荷,或增大容 量,必须经多次试验调整。(3)改后的功率明显比原机小,在使用时必 须留有余量。(4)由于农村电网线路质量差,电线线径偏细,或接头多。 在电机工作时,请测量电机盖内接线柱的电压,如低于 200V,必须查明 线路。否则电机发热严重,也易损坏电容,以及电机无力。 以上是我们的经验。愿共同交流,相互提高。

三相异步电动机(380V)改接在 220V 单相电源中使用最简便方法有 两种:一是电容移相法;二是电感电容移相法。问题中提到的发热快、 电容易损是改接方法错误或所用电容不合适而造成的。下面分别介绍: 1.电容移相法

(1)如果三相电机属“Y”形接法,改接方法见图 1。所用电容 C 的容量 C=2800I/U(uF),式中:I 是原电机额定电流,单位“A”;U 是现单相电源电压,单位“V”,通常取 220。屯容器耐压应为(根 2*U) 以上,通常取 400V。 (2)如果三相电机属“△”形接法,改接方法见图 2。也就是将三 角形顶点的两个接线端焊开, 串入一个工作电容 CW, 同时再并联一个启

动电容 CS。其中 CW 的容量为 CW=I×10 6 次方/(440*314)(uF),I 仍 为原电机额定工作电流,单位“A”,CS 的容量为 CS=(3.2~3.6)CW, 两电容耐压均要求在 450V 以上。 2 中 K2 为外设离心开关, 图 也可用 10Ω 的彩电消磁电阻代替,但启动力矩稍小。 2.电感电容移相法

此法适用于 3kW 以上三相电机。 (1)若三相电机属“Y”形接法,可按图 3 接入一个电抗器,电抗 器的电感量 L=1. (2 次方) 5U /[2πf-sin(60 度-φ)], 单位“毫亨”。 式中 u 为单相电源电压,一般为 220V;f 为市电频率,一般为 50Hz;φ 为电动机额定负载时的功率因数角。 (2)若三相电机属“△”形接法,可按图 4 接入电抗器和电容器。 电抗器电感量选取公式同上,但工作电容 CW=S sin(60 度+φ)×10 的 6

次方(1.5 x2πfU2 次方)(uF);CS=(3.2~3.6)CW。式中,S——电动 机原额定视在功率,单位“W”;f、φ、U 的意义同上。 有必要指出,上述方法中各电容器一定要选交流油浸电容器。三 相电机改接成单相运行后,输出功率将降为原来的 70%以下。

近年来,从城镇厂矿退役的电动机,因价格便宜,陆续流入农村。 但由于农户家中普遍只有单相电源. 要使用三相电动机带动机械设备就 显得十分不便。且又存在三相电动机改制单相电动机成功率不高的问 题。本人只是出于业余爱好,想对《家电维修》今年第 5 期 46 页征答 中的问题, 逐一与广大同行及这位征答先生共同讨论, 限于本人经验少, 水平低, 烦请各位同行对于文中的不妥之处, 予以指正, 在此顺表谢意。 一、问题的讨论 征答问题四是三相电动机改为单相电动机普遍存在的一个问题。 对于第一个小问题(问题原文略,以下同样),这是必然性的问题。 即便是成品的单相电动机, 其带动负载的性能较功率相近的三相电动机 也要差一些。这就好比三个年轻力壮的小伙子,共同负担 100 公斤的负 载.每人只平均负担 33.33 公斤;如果减去两个人,由一个负担,则 这个人就显得“劲”小了(其实不是这个人“劲”小,而是这个负载对 于一个人来说,量加重了)。因为你把“三相”电动机改成了“单相” 电动机,“劲小”是很必然的事情。 由于单相电动机使用方便,构造也较简单,但效率和功率因数低,

所以这种电动机仅仅适用于功率要求不大的机械设备上,如手电钻、鼓 风机、电风扇等。 第二个小问题。如果将改造后或成品单相电动机应用于三相电动 机的配套机械,当负载量未减时,那么发热快就是必然的。因为这时对 这台单相电动机来说,是负载加重了。应当减小负载量的三分之一甚至 二分之一。 当减轻负载后,若启动不易和发热的问题仍无改善,则表明起动 所用的电容或电阻(或启动绕组)参数与实际不合, 可调换数值不等的电 阻或电容一试,一般就能解决问题。如果问题仍无法得到解决,则应增 加启动绕组圈数。这一步改造很麻烦,需要根据电动机功率计算出启动 绕组的圈数和线径。还必须拆掉原绕组。这是很不合算的。而且其计算 过程复杂,限于篇幅。读者可参阅有关书刊,这里就不赘述了。 第三个小问题,这里给出河北人民出版社 1972 年版《农村电工教 材》 (上册、 以下称 《教材》 )中如图 1 所示的三种改进电路。 其中图 1(a)、 (b)为带离心开关形式的;(c)为不带离心开关形式的。如果这位先生未 采用这种改造电路形式,不妨一试效果。

第四个小问题。关于所配电容易损.首先应考虑电容器的耐压是 否大于 1. 倍(包括 1. 倍)以上的额定电压: 5 5 其次是容量是否太小(因 为启动电流较大),这要由试验决定。实际中还没有总结出计算启动、 工作电容的简便公式。表 1 给出上述《教材》中的“单相电动机启动电 容和工作电容范围参考表”供参考。


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