凡新建

（廣東美的暖通設(shè)備有限公司，廣東 佛山 528311）

電容分壓原理在單相異步電機(jī)調(diào)試中的應(yīng)用

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在單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)異步電機(jī)組成的風(fēng)機(jī)調(diào)試時(shí)候經(jīng)常會(huì)遇到電機(jī)功率偏大、轉(zhuǎn)速偏高、風(fēng)量噪音偏大的情況，有沒(méi)有什么簡(jiǎn)便的方法降低電機(jī)的轉(zhuǎn)速，本文介紹了一種利用電容分壓原理降低電機(jī)轉(zhuǎn)速的簡(jiǎn)單方法。

單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)異步電機(jī)；調(diào)速；電容分壓原理

1 常用電機(jī)調(diào)速方法

目前大部分的空調(diào)室外內(nèi)機(jī)風(fēng)扇電機(jī)使用的還是交流電機(jī)，其中使用較多的是單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)異步電機(jī)，這種電機(jī)的電容在啟動(dòng)和正常運(yùn)行中都參與運(yùn)行，與電容啟動(dòng)電機(jī)不同。單相電容異步電機(jī)有優(yōu)良的體積功率比，效率和功率因數(shù)都比較高，特別適合風(fēng)機(jī)類的輕負(fù)載使用。在實(shí)際空調(diào)用單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)異步電機(jī)的開(kāi)發(fā)中，經(jīng)常會(huì)遇到需要調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速的要求。

一般電機(jī)廠家做好電機(jī)之后電機(jī)的轉(zhuǎn)速就很難調(diào)了，除非重新開(kāi)發(fā)新的電機(jī)。對(duì)空調(diào)廠家來(lái)說(shuō)在不改變電機(jī)的前提下常用的方法有：改變電機(jī)匹配電容調(diào)速、改變電機(jī)運(yùn)行電壓調(diào)速。改變電機(jī)匹配電容之后，改變了電機(jī)副相旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的橢圓度，電機(jī)的轉(zhuǎn)速可能升高或者降低。一般可以小范圍改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，但是，這種方法往往會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)、噪音和發(fā)熱的問(wèn)題，如果驗(yàn)證充分還是一個(gè)很好的方法。改變電機(jī)運(yùn)行電壓調(diào)速一般可以在較大范圍內(nèi)調(diào)速，并且調(diào)速后電機(jī)的振動(dòng)、噪音變化不大。變壓調(diào)速通常使用變壓器或者變頻電源來(lái)實(shí)現(xiàn)，但是變壓器體積大，笨重不便于攜帶。下面就介紹一種簡(jiǎn)便易行的變壓調(diào)速方法--電容分壓調(diào)速。

2 電容分壓調(diào)速方法

電容分壓調(diào)速的接線方法見(jiàn)圖1，直接把薄膜電容串聯(lián)在電機(jī)的回路中，依靠電容分擔(dān)部分電源的電壓，從而降低電機(jī)上分擔(dān)的電壓。另外，由U=I*Xc，Xc=1/（2πf c）可以知道在頻率f一定的情況下，電容的容抗與電容容量成反比，電容分得的電壓與電容的容量也成反比。在實(shí)際使用的時(shí)候我們可以靈活運(yùn)用電容分壓，比如多抽頭單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)異步電機(jī)我們可以通過(guò)在每個(gè)風(fēng)擋串聯(lián)不同的電容，來(lái)實(shí)現(xiàn)每個(gè)風(fēng)擋轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的目的。當(dāng)然也可以在每個(gè)風(fēng)擋上串聯(lián)一個(gè)變壓器來(lái)調(diào)速，但是變壓器太大、太重、成本太高了。我們也可以只在需要調(diào)速的風(fēng)擋上串聯(lián)電容來(lái)調(diào)到自己希望的轉(zhuǎn)速，或者在電機(jī)零線上串聯(lián)一個(gè)電容來(lái)實(shí)現(xiàn)多個(gè)風(fēng)擋的調(diào)速。要注意在零線上調(diào)速時(shí)由于電機(jī)不同風(fēng)擋的電流不同，對(duì)于同一分壓電容，在不同電流下分壓不同，所以可能出現(xiàn)串聯(lián)電容后電機(jī)高風(fēng)擋的轉(zhuǎn)速反而比低風(fēng)擋的轉(zhuǎn)速低的情況。電容調(diào)速有一個(gè)缺點(diǎn)，就是受電容型號(hào)的影響，對(duì)電壓的調(diào)整范圍不像變壓器那樣寬。

圖 1 串聯(lián)電容接線圖

為了驗(yàn)證電容分壓對(duì)被測(cè)電機(jī)的影響，特設(shè)計(jì)下面的實(shí)驗(yàn)：使用變頻電源、兩個(gè)功率表、一臺(tái)單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)異步電機(jī)和一個(gè)4uF薄膜電容，分別測(cè)試在電機(jī)上串聯(lián)電容和使用變頻電源降低電壓對(duì)電機(jī)的影響。接線方法見(jiàn)圖2。

圖 2 功率表接線示意圖

測(cè)試結(jié)果如下：

表 1 正常運(yùn)行時(shí)電機(jī)電參數(shù)和轉(zhuǎn)速

表 2 串聯(lián)4μF電容的數(shù)據(jù)

表 3 直接調(diào)電壓的數(shù)據(jù)

從串聯(lián)電容的Meter2和直接調(diào)電壓的Meter2測(cè)試結(jié)果來(lái)看，不同風(fēng)擋的電壓、電流、功率、功率因數(shù)、轉(zhuǎn)速幾乎完全一致，考慮到測(cè)試誤差近似認(rèn)為是相同的，由此可知這個(gè)4uF電容起到降低電壓的作用，并且電容的降電壓效果和直接調(diào)電壓的效果相當(dāng)。

綜上，在實(shí)際應(yīng)用的時(shí)候還要驗(yàn)證電機(jī)在低電壓下的啟動(dòng)特性和電機(jī)發(fā)熱特性等，用電容分壓來(lái)調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)速只是為了方便調(diào)試電機(jī)，不推薦做一種常規(guī)的調(diào)速方法長(zhǎng)時(shí)間使用于生產(chǎn)和日常生活中。

[1]電容分壓原理在電機(jī)調(diào)試中的應(yīng)用，《互聯(lián)網(wǎng)文檔資源（http//wenku.baidu.c）》，2012.11.25.

TM343

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1671-0037（2014）06-107-1

凡新建（1979.9-），男，助理工程師，研究方向：電子應(yīng)用技術(shù)。