单相电阻起动异步电动机、单机电容起动异步电动机、单相双值电容异步电动机,在起动后,需要起动开关将副绕组切离电源,或将副绕组和起动电容器一起切离电源。此时起动开关和起动电容器就是单相异步电动机的起动元件。
1.起动开关
单相异步电动机的起动开关,主要有机械式和电气式两大类,如离心开关、差动式起动继电器、电流式起动断电器、电压式起动继电器,还有新发展的半导体无触点PTC正温度系数热敏电阻元件等。
(1) 离心开关是机械式起动开关: 图2-28表示了离心开关的一种结 构。
离心开关的静触头部分是两个互相绝缘的半铜环,副绕组的一端和电源的一端分别焊接在两个半铜环上。静触头部分安装在电动机端盖内部。动触头部分则装在转轴上与静触头部分相对应的一端。动触头部分的铜条借弹簧力压紧在半铜环上,不论动触头部分转至任何位置,总有一根铜条使两个半铜环接通,即副绕组回路接通电源。起动后,当电动机转速达到75%～80%的同步转速时,其离心力大于弹簧拉力,将三根铜条从静触头部分抬起,将副绕组回路切离电源。
(2) 差动式起动继电器: 是常闭触头串联在副绕组回路中,借弹簧力的作用使之闭合而接通副绕组回路。电动机起动时,起动电流通过继电器的电流线圈,产生电磁吸力而使常闭触头可靠闭合着。随着电动机转速升高,起动电流减小,继电器电流线圈产生的电磁吸力减弱,同时在继电器电压线圈电磁吸力的作用下,常闭触头打开,切断副绕组回路。
(3) 电流式起动继电器: 是常开触头串联在副绕组回路中,电流线圈与主绕组串联。电动机接通电源后,比额定电流大几倍的起动电流,通入继电器的电流线圈而产生足够的电磁吸力,使触头闭合,接通副绕组回路,电动机起动。随着转速升高,起动电流减少。当转速升高至同步转速的75%～80%时,继电器线圈中通过的电流减小到所产生的电磁吸力不足以维持触头的闭合,故触头打开,切断副绕组回路。
(4) 电压式起动继电器: 是继电器的电压线圈与副绕组并联,常闭触头将起动电容器和副绕组串联。当电动机起动后转速升高到70%左右的同步转速时,继电器电压线圈的电流增大到电磁吸力足以将触头打开,切断副绕组回路。
a
b
图2-28 离心开关结构示意图
a.动触头部分 b.静触头部分
1.指形铜触片 2.铜片 3.绝缘
2. 电容器
起动电容器只在起动瞬间工作,通电时间一般只是数秒钟,可采用体积小、容量大、价格低廉的电解电容器。
运转电容器在电动机运行时也通电工作,不能采用漏电较大、且有极性的电解电容器,而应采用油浸式电容器或金属化纸介质电容器。
从维修角度应该指出: 电容电动机若出现起动转矩太小或无起动转矩的故障,应检查判断电容器是否发生了断路或短路。
(1) 电容器的电容量一般都标在其外壳上。对电容器的电容量可用电容电桥测定,也可施加交流电压,通电流,测得电压和电流值后,用下式算出:
(2-12)
式中、I——通过电容器的电流(A);f——电源频率(Hz);
U——施加在电容器上电压 (V)。
(2) 起动电容器和运转电容器的电容值计算颇为繁杂,并且计算出的电容量还得通过实践加以调整。对维修人员来说,可按经验公式粗估,并参考同类型同规格电动机的电容值初选定出。
对电容起动电动机,初步粗估电容量为:
(2-13)
式中 P2——电动机功率(W)。对电容运转电动机,初步粗估电容量,可按每100W取用电容值2～4μF。
按重绕绕组计算数据绕制后,如果电动机的起动性能不佳时,可对副绕组或电容量进行调整。单相电阻起动异步电动机,如果起动转矩不足,可减少副绕组匝数; 若起动电流过大,应增加副绕组匝数或在副相回路中串接一定值的电阻。在单相电容起动、电容运转、双值电容这三类异步电动机中,如果起动转矩小,应增大电容量或增加副绕组匝数; 如果起动电流过大,可增加副绕组匝数同时减少电容量; 如果电容器的端电压过高,则应增大电容量或增加副绕组的电阻。