三相电动机单相运行时的连接方式

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（图中接在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，则可按图２所示连接，将市电从电容器的一端调换到另一端即可图示一单相220V的三角型接法

（２）三相绕组的星形连接

将电容器接在任意两个端子上（如图３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（如图４所示）。

三相绕组的星形连接：

（２）三相绕组的星形连接

将电容器接在任意两个端子上（如图３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（如图４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。

最好是用三角接法，用Y接法易发热。

电容的选取也可按这公式：C=1950Ie/Ue cos@; 因用三相电机直接用在单相电源上，还是相当于缺相运行，对于0.6kw以上电机，可能会启动很慢，这时可按电动机起动负荷再增加一个1——4倍的容量的电容并连，于增加起动转矩，达到额定转速时断开增加的电容。另外，用三相电机改为单相运行后，其功率会有所下降。

三相异步电动机由于构造简单、成本低、维修使用方便、运行可靠等优点,被广泛应用于工农业生产。三相电动机的电源应是三相电源,但实际上常会遇到只有单相电源的问题,特别是在家用电器上用的都是单相电动机,坏了以后想用三相电动机代替,就必须做适当的改接,以使三相电动机适应于单相电源而正常工作,下面具体谈其接线方法。

改接原理

三相异步电机是利用三相互隔120°角度的平衡电流,通过定子绕组时产生一个随时间变化的旋转磁场,以驱使电动机运转工作的。在谈到三相异步电机改单相使用之前,先要说明单相异步电动机旋转磁场建立问题,单相电动机只有在建立旋转磁场后才能够起动。它之所以没有初始起动转距,是因为在单相绕组中建立起的磁场不是旋转的,而是脉动的,换句话说,它对定子来讲是不动的。在这种情况下,定子的脉动磁场与转子导体内的电流相互作用是不能产生转矩的,因为没有旋转磁场,所以就不能使电机起动运转。但是电动机内部两个绕组的位置有空间角度差,若设法再产生一不同相的电流,使两相电流在时间上有一定的相位差,才能产生旋转磁场,使电机起动。因此单相电动机的定子除了有工作绕组外,还必须有起动绕组。根据此原理,可利用三相异步电机定子的三相绕组,将其中一相绕组线圈采用电容或电感移相的方法,使两相通过不同的电流,这样就能建立旋转磁场,使电动机起动运转。当三相异

步电机改为单相电源使用时,其功率仅

是原来的2/3。

改接方法

要把三相电机使用在单相电源上,可将

三相异步电动机定子绕组中的任意二相

绕组线圈首先串联,再与另一相绕组并联接入电源。这时,两个绕组里的磁通量

在空间上虽然有相位差,但因工作绕组

和起动绕组都是接在同一电源上,如按

时间来讲,电流是相同的。因此,只有在

起动绕组上串联一只电容器、电感线圈

或电阻,才能使电流有相位差。在接法

上为了增大起动转矩,可用一台自耦变

压器将单相电源的电压由220V升到

380V,示意图如图1所示。

一般小型电动机均为Y接,对Y 接的三

相异步电动机用此种方法接线,应将串

入电容C的绕组接线端子接在自耦变压

器起头端子上,如需改变转轴转动方向,可按图2

接线。

如果不升高电压,接在220V的电源也可用此图

示。因为原来接三相380V电源电压的绕组,现在

用于220V电源,电压太低了,所以转矩太低。

图3接线转矩太低,若增大力矩可将移相电容

串入二相绕组连在一起的线圈中,用此绕组为

起动绕组,单只线圈直接接在220V电源上,见

图4。

图3、图4如果需要改变转轴转动方向,可将起

动绕组或运转绕组的头尾换一下就可。

两个绕组串联后的磁矩(其中一相反串)是由两

个夹角互为60°磁矩合成的(如图5),其磁矩远

远大于由两个夹角互为120°合成的磁矩(如图

6两绕组顺串),所以图5接线的起动转矩远远大于图6接线的起动转矩。

在起动绕组上接入电阻R(图7)的数值应当与定子绕组相电阻接近,并且应当能够承受起动电流,这种接法起动转矩为额定转矩的0.1~0.12倍。

移相电容的选择

工作电容C=1950×Ie/Ue×cosφ(微法),Ie、Ue、cosφ是电动机原来的额定电流、额定电压及功率圈数。

一般工作电容用在单相电源上的三相异步

电机时(220V),每100W用4~6微法电容即

可。

起动电容可根据起动的负载大小而选择。

通常是工作电容的1~4倍。当电动机达到

额定转速的75%~80%时,应当断开起动电

容,否则电动机易烧坏。

正确选择电容的容量使二相绕组的电流I1、I2相等,且等于额定电流Ie,即I1=I2=Ie。若要求起动力矩大些,可增加一个起动电容,并接在运转电容上,当起动正常时,断开起动电容。

三相异步电动机用于单相电源的改接意义较大,方便易行,但由于单相电源一般容量较小,所以适用于1kW以下小电机。

介绍几种简便易行的方法，可以不改动电机内部绕组而将三相电机改为单相运行。

一、加电容法

此时电机的输出功率为标称功率的55%～90%。Ｃ1为运行电容，C2为启动电容，都需采用电力电容器，其耐压值必须不低于450V。C1、C2的容量可按下式估算：

C1=1950I/U×cosθ

C2=(1～4)C1

式中C的单位为（uF）；I为电机额定电流（A）；U为电机额定电压（V）；cosθ为功率因数，一般取0.5～0.7。

特别地，对于功率为1KW以下的三相异步电动机，可以不用C2，但C1数值要适当增大。可按C1=13I估算选取，式中C1的单位为（uF），I为原电动机的额定电流（A）。电容的容量应选合适，否则电动机不能正常运行和温升过高。

对于只有几百瓦的小功率三相异步电动机，电容容量可按C=0.06P（Y接时）和C=0.1P（△接时）选取，式中C的单位为（uF），P为电机功率（W）。C1、C2容量可以相同，如转速太快，可加大负荷或减小电容容量，如转速太慢，可减小负荷或加大电容容量。

二、改进的加电容法

为了提高电动机的输出功率，C1的选取同“方法一”中的C1，C2、C3、R按下式选取：

C2=(2～4)C1

C3=2C1

R=0.25U/I