为啥单相电机要用电容,三相电机不需要电容?

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为啥单相电机要用电容,三相电机不需要电容?


单相电机

一个单相电机里一共有两个线圈,主线圈和副线圈。当单相正弦电流通过主线圈时,主线圈就会产生一个交变脉动磁场,这个磁场的强弱随时间作正弦电流变化而变化,但在它的方向一直是1-3这个方向。

如果没有其他线圈提供的力,那么电机转90度以后就不转了。如果想要让他旋转,还须给它加一个与主线圈方向垂直的力,由启动线圈提供,也就是副线圈。

要想让副线圈提供与主线圈方向垂直的力,那就必须要给副线圈通入另外一相电流。如果通入的是同一相电流,那么它们产生力的方向也一样。但是只有单相电,那怎么办呢?

这时候就要采用电容移相了。简单的来说,就是把电容串联在所需要移相的电路里,从而让电流相位改变。单相交流电移相以后,那么它的波形图就变成下图这样了

最后把它综合起来,电机接线图就成下图这样。首先正弦交流电从A点进来,一部分给主线圈供电,另外一部分通过电容移相。由于两相电他们的相位一前一后,那么线圈产生的磁场力也会一前一后。这样,就可以达到主线圈推一下,然后副线圈推一下,最后旋转起来。

如果想要电机反转,那只需要把上图接A点的电源线换到B点即可,接C点的电源线不动。

因为没换之前主线圈用的是相位为零的正弦交流电、副线圈用的是移相以后的正弦交流电。电源线换到B点以后,那么副线圈用的是相位为零的正弦交流电,而主线圈用的是移相以后的正弦交流电。两个线圈的电流相位改变,那么它们所产生磁场力方向也改变、旋转也将改变。

三相电机

三相电机采用三相交流电源,由于三相交流电他们相位差为120°。当定子绕组通入三相交流电以后,会在定子内产生旋转磁场。旋转磁场切割转子绕组,那么转子绕组会产生感应电流,感应电流在旋转磁场中会受到电磁力,从而就会旋转起来。

三相电机采用三相电源,它们相位差120度。我们可以简单的理解成,三相电机相当于三个人站在三个不同的角度去推转子。单相电机采用单相电源和电容,主副线圈的相位相差90度。我们可以简单的理解成,单相电机相当于两个人站在两个不同的角度去推转子。

所以,同样功率的三相电机比单相电机的转矩(旋转力)要大。


一般如果有三相电源的地方尽量采用三相电机,因为同样功率的三相电机比单相电机体积小,重量轻,噪音小,价格低,转矩高等优点。


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为啥单相电机要用电容,三相电机不需要电容?

●这是因为单相电机接入单相220V电源中,根本没有办法直接产生旋转磁场,来供给电机定子绕组线圈,产生旋转磁场。单相交流电只是在三相交流电的中性点引出了一根零线,作为相电压来给不同相线上的用户提供220V电源使用。所以单相电机在制造时,必须得有另外一个启动绕组线圈,利用电容超前90º的特性,与启动绕组线圈串联,形成一个LC串联谐振电路,来产生旋转磁场。见下图所示。

●单相交流感应电动机的启动电容坏了或没有启动电容,电动机不会动作运行;常见的使用电容的单相电机有两种:一种是分相启动式电动机:一只电容电机,另一种为双值电机。见下图所示。

●当电动机的三相定子绕组(各相差120度电角度),通入三相交流电后,就会产生一个旋转磁场。例如,首先是A相绕组电流达到正的最大值,B相、C相电流都达到负最大值的二分之一,合成磁场将向下。同理,当B相绕组电流达到正的最大值,合成磁场就旋转120º,如此类推,当电流交变一周360º,合成磁场也就旋转360º一周。该旋转磁场切割转子绕组,从而在转子绕组中产生感应电流(转子绕组是闭合通路),载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力,从而在电机转轴上形成电磁转矩,驱动电动机旋转,并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。

●最后简单说一下三相交流电:→三相交流电是通过发电机发出来的,通过升压线路组成的高压电力网,再由降压变压器降压为三相四线低压供电网供给用户(国家电网低压电网标准线电压为380V,相电压为220V,频率为50Hz)。正常工作的三相交流电源(3×380V+N)是由电力系统中的三相四线制供电的变压器供给的;变压器配电系统将供电网中的3个频率相同、幅值相等、相位角互差120º电角的正弦电动势所组成的电源系统,见下图所示。

作为供电系统中的变压器,有三个独立的绕组,根据电磁感应的原理,每相绕组均产生相应的电动势。规定各相电动势的方向由绕组的末端指向起端,于是各相电压的正方向就由绕组的起端指向末端。由于三相电动势是对称的,所以三个相电压也必定对称。

知足常乐于上海2019.12.6日


知足常乐0724


为啥单相电机要用电容,三相电机不需要电容?

三相电机由定子和转子组成,其中定子绕组通电则产生旋转磁场,又因为三相电源任意两相之间的相位差为120,所以当定子铁芯接上三相电源时绕组中产生三相电流,从而产生旋转磁场。

然后旋转磁场又切割转子铜条,则产生感应电动势,因此又产生感应电流,此时感应电流与磁场相互作用而产生电磁力,则又有电磁转矩产生。所以,当电磁转矩大于电机所带负载则转动。

而题目说的单相电机为啥要电容?主要原因是没有旋转磁场产生,因此要启动电机就要在其启动绕组串联。使用电容的目的就是使两个绕组电流相位差为90度,从而产生旋转磁场使电机启动而工作。



单相电机为啥不能自身产生旋转磁场?

因为单相电机绕组接通电源后,启动绕组没有串联电容的话,将会在其轴心处产生磁场(脉动磁场)。而这个脉动磁场为两个大小相等速度相同方向相反的两个磁场。一旦电机停止运转,由于这两个磁场产生大小相等方向相反的转矩,那么这两个转矩就相互抵消掉了。所以,要使单相电机再次启动,需要电容来提供助力,只要使电机两个绕组的电流相位差为90度,就可以产生旋转磁场了,电机就能再次启动起来。


Talk工控小白


要回答这个问题我们先要弄明白三相电机和二相电机的结构,虽然这两种电机的功能都是将电能转化为机械能,由于它们俩的先天性结构造就了在起动运行时需要不同的起动方式,下面我们分别说说为何单相电机运行时需电容而三相电机不需用电容的原因吧!



我们先说一说三相异步电机,三相电机不需要启动电容的原因主要是由于其电机定子绕组的结构上,这种电机的定子绕组是三相绕组,在结构上是相差120度进行分布,在通入绕组的电源上,其三相电源之间又相差120度电角度。在这两种条件下,倘若给电瞬间就会在定子绕组上形成高速旋转的磁场,这个磁场的转速我们就叫它是三相异步电机的同步转速,我们一般用no表示。接下来看看转子,转子在这样高速的磁场中一定会产生感应电动势,又由于转子是一个闭合的回路,肯定又会有电流,那么通电的电流在磁场中又会受到电磁力的作用,就是在这个力的作用下,三相异步电机就转动了起来!所以不需要启动电容。



那么我们再看看单相异步电机的情况,单相电机由于绕组结构的不同,它只有一个主绕组和一个副绕组况且通的电压只有一相,这样以来在单相电机定子绕组上就形成不了旋转的电磁场,那么为了能够形成旋转磁场,我们一般需要在副绕组上串接一个合适的电容,由于众所周知的原因电容上的电流是超前电压的并且超90度电角度。这样以来就为单相电机定子绕组产生旋转磁场提供了条件,若没有这个电容的“担当”,单相电机也就无法启动了,这也就是为什么单相异步电机上有电容的原因了。



以上就是我对这个问题的看法,欢迎朋友们发表看法,参与讨论这个话题,敬请观注电子及工控技术!


电子及工控技术


很早见过沈阳微电机生产制造的小型三相电机,鼠笼式,带齿轮变速,加上电容能发电,亦可起制动作用,逆变供电可做成电瓶车,只是没碰到过市面上、生活中有此应用……。


用户9637091432284


回答您提出来问题,需要通知官方点五十赞哦: 嗯,简单的说下原理吧,三相电机因为三相电每两相,相差120度通电后会旋磁场,从而产生力矩让电机转动,而单相电机通电后主绕组与副绕组没有电位,看看这么答案是否正确,希望您能参照意见,


张贵中


单相单机线圈跟三相电机线圈不一样,有两个线圈,分为启动绕组和运行绕组。如果只要一个线圈,那单相电机的这个线圈只能行成交变脉动磁场,无法形成旋转磁场。交变脉动磁场在转子中产生的力矩是大小相等,方向相反的,电机无法转动。

想让电机转动,必须要形成旋转磁场。这时候就得增加一个线圈,也就是启动线圈,再增加电容,使两个线圈之间的电流形成相位差,最后形成旋转磁场,电机就动起来了。

三相电机通入三相电就能形成旋转磁场,这个磁场能切割转子产生电流从而产生电磁力,自然不需要再加电容


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