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运行电容有什么用,运行电容有什么用途

admin 2024-12-10 20:04:32 冰箱知识 0

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运行电容起什么作用?

电容器的种类很多,不同种类的电容器其作用也不同。在中央空调系统中,常采用电解电容器作为控制电路中的滤波元件,用无极性的电容器串联在压缩机(单相异步)电动机的绕组中,使电动机启动绕组在启动时,电流领先运行超过启动电流一个相位角,从而得到启动转矩,使电动机容易启动。

电机上的启动电容和运行电容分别起什么作用?

运行电容有什么用

大小差不多,容量不一样,运行电容一般在10-45uf,启动电容在200-300uf。无论是哪种电容,在电机起动之初都具有起动作用。但当电机达到额定转速的75[%]左右时,起动电容才由离心开关自动断开,而运行电容则陪电机继续工作。 电机起动的过程,其实就是“列相”的过程。因为单相电机与三相电机不一样,没有相位差,产生不了旋转磁场。电容的作用,就是使电机的起动绕组电流在时间和 空间上,超前于运行绕组90个电工角度,形成相位差。其中,运行电容还起着平衡主副绕组之间电流的作用。起动电容因是瞬间短时的工作,耐压要求在250V 以上就行,而运行电容要长时间一直工作,要求耐压在400V以上。启动电容是让单项电机的启动线圈在启动时通电,启动后切断,运行电容是让电机在运行中起到电容补偿,所以启动电容不能少,而运行电容可以不用。

单相电机的运行电容起什么作用?

单相电机单靠运行绕组是无法实现正常启动的,必须加装启动绕组再通过电容裂相,来帮助电机启动。在设计上,有的电机启动后会通过离心开关断开启动绕组和电容的回路,单靠运行绕组来工作。而有的电机,则没有离心开关,在电机启动后,启动绕组会作为副绕组和电容继续帮助电机正常运转。

有的电机还在启动电容的基础上安装了运行电容,一般比启动电容小,其目的是为了提高电机力矩,和副绕组配合帮助主绕组完成运转。其实这也可以理解为在普通电容运转电机的内部多加了一个启动电容。


运行电容有什么用

单相电机有个起动绕组和运行绕组,起动绕组与运行绕组在空间上相差90度,只有在起动绕组上串联一个电容 ,使之与主绕组电流在相位上近似差90度,就是分相,只有这样 电机才能正常运行。

单相电机有两个绕组,分别是主绕组和副绕组。三相电机在启动的时候可以产生旋转磁场,单相电机却无法产生旋转磁场。为了正常启动单相电机在工作的时候一般会背着两个电容,一个容量比较大叫做启动电容,另一个容量相对较小叫做运行电容

单相电机的启动原理

单相电机的原理框图如下图所示,由主副绕组、启动电容、运行电容以及离心开关构成。离心开关在电机低速时处于闭合状态。

运行电容有什么用

上图中,电机上电时离心开关先处于闭合状态,启动电容的容量较大,由电容的特性可知,电容两端的电压不会发生变化,上电瞬间电容流过的电流最大,导致副绕组的电流相位超前于主绕组,于是产生旋转磁场,使电机启动。电机启动后转速越来越大,当转速达到额定转速的70%-80%左右时,离心开关断开,所以启动电容断路,只剩下运行电容仍在工作。

启动电容和运行电容的作用

故名思意,启动电容只在启动时起作用,在启动瞬间使副绕组产生和主绕组垂直的磁场,实现单相电机的启动。而运行电容起到补偿作用提高功率因数提高电机的输出功率。如果电机输出功率不是很大而且成本控制比较严苛的话,可以将运行电容去掉只留一个启动电容,或者让启动电容和运行电容共用一个电容。

运行电容有什么用

上图是单相电机外接的启动电容和运行电容。

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单相交流电动机的运行电容起的作用就是在定子上产生一个超前的磁场,使电机定子产生旋转磁场,维持定子磁场的旋转状态。

单相交流电机其实是一个与三相交流感应异步电机类似的电动机。也可以叫做单相交流感应异步电机。

三相交流感应异步电机,旋转磁场的空间角度是120度,单相交流感应异步电机旋转磁场的空间角度通常是90度。

如果没有了运行电容,单相交流感应电机在定子上的磁场是固定不旋转的,尽管启动电容使其转动起来了,但是启动电容撤掉后,其会转动无力,带负载转动会越来越慢,最后停止转动,定子线圈电流会上升使线圈过热,转子的鼠笼会感应出过大的电流,使其发热过大有可能损坏。

电容器的伏安特性是电压不能突变,电流超前电压90度,电感器的伏安特性是电流不能突变,电压超前电流90度。由于两组线圈都是电感,其中一组串入了合适的电容,综合的结果就是串入电容的线圈电流超前没有串入电容的线圈90度左右,旋转磁场就这样形成了。

有了交变的旋转磁场,转子的属笼就会感应出感生电流,这个感生电流产生的磁场,与定子的旋转磁场相互作用,转子就旋转起来了。

单相电机的运行电容起什么作用?


单相电机基本结构

三相电机有三组线圈,当它通入三相交流电源以后会产生旋转磁场。旋转磁场会切割转子绕组并在转子绕组上产生感应电流,然后转子会在磁场中受到电磁力而旋转起来。

运行电容有什么用

单相电机和三相电机不一样,单相电机只有两个线圈,分别是主线圈和副线圈。如果给主线圈和副线圈同时通入单相电,那么它们产生的磁场及转子收到的作用力是相同并且是静止状态。为了让主副线圈产生的磁场旋转起来,那么就需要给主副线圈通入不同相序的交流电。

电容移相

但是单相交流电机只有单相电,那么怎么样才能简单经济的得到两个不同相位的交流电呢?这时就需要利用电容来实现移相,即在副线圈上电源上串联一个电容。

运行电容有什么用

这样的话,主线圈电流交流波形如下图曲线a所示,副线圈电流波形图如曲线b所示

运行电容有什么用

如上图,电流a在1时刻到达最大值,而电流b为零;紧接着电流a在2时刻降低到零,而电流b却上升到最大值;然后电流a变成反方向最大值,而电流b却减少到零

...

a

、b两个交流电它们依次先后到达电流最大值,并且它们之间的相位相差1/4个周期,所以它们产生的磁场也依次先后到达最大值。这样就能实现主线圈磁场推一下转子、副线圈磁场推一下转子,然后让转子旋转起来。

大功率单相电机

对于小功率单相电机,由于它的功率小、负载轻、对启动转矩要求不大(比如电风扇)。所以它只有一个小电容,同时起到启动和运行的作用。

运行电容有什么用

但是对于工业用的大功率单相电机,如果只用一个电容来兼顾启动和运行,由于它的启动转矩小。再加上它所带的负载比较重,所以容易造成启动困难。这时候就需要在运行电容上再并联一个大的电容来提升启动转矩,把这个电容叫作“启动电容”。

运行电容有什么用

有些朋友可能会好奇,为什么不直接接一个大电容作启动和运行呢?

当接入的电容容量太大,虽然能提升转矩,但是也会造成单相电机发热严重、甚至烧毁电机,所以大功率单相电机都有一个离心开关。离心开关的作用就是在电机转速达到一定程度以后断开启动电容,防止因电流过大、绕组过热而烧毁。

运行电容有什么用

单相电机电容接线实物图

小功率单相电机接线时,先分出主线圈和副线圈,主线圈电阻最小、副线圈电阻第二。然后把零火线接在主线圈的两端,再把电容一头接副线圈一端,电容另一头接火线或者零线。如图所示:

运行电容有什么用

对于大功率(双值电容)单相电机接线。启动电容和离心开关V1、V2串联,然后再与运行电容并联,最后一头接副线圈,另外一头接零线。如下所示

运行电容有什么用

电容选择

电容大小选择对单相电机正常运行至关重要。如果电容选择过小,那么会造成电机启动困难、甚至无法启动;如果电容选择过大,虽然启动转矩比较大,但是容易造成电机温度升高、甚至烧毁电机。

在选择电容时,注意以下几点:

  • 电容耐压值≥1.5倍电源电压,一般选400V或450V即可;

  • 电容容量按以下公式计算:

运行电容有什么用

对于单相电机,1kw功率大概6A电流;另外单相电机功率因素比较高,取0.95即可。

举个例子:假设有一个1.5KW单相双值电容电动机,计算一下需要多大的启动电容和运行电容?

运行电容有什么用

所以,该电机启动电容取138uF,运行电容取46uF。


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