電容分壓原理在單相異步電機調試中的應用

凡新建

（廣東美的暖通設備有限公司，廣東 佛山 528311）

電容分壓原理在單相異步電機調試中的應用

凡新建

（廣東美的暖通設備有限公司，廣東 佛山 528311）

在單相電容運轉異步電機組成的風機調試時候經常會遇到電機功率偏大、轉速偏高、風量噪音偏大的情況，有沒有什么簡便的方法降低電機的轉速，本文介紹了一種利用電容分壓原理降低電機轉速的簡單方法。

單相電容運轉異步電機；調速；電容分壓原理

1 常用電機調速方法

目前大部分的空調室外內機風扇電機使用的還是交流電機，其中使用較多的是單相電容運轉異步電機，這種電機的電容在啟動和正常運行中都參與運行，與電容啟動電機不同。單相電容異步電機有優良的體積功率比，效率和功率因數都比較高，特別適合風機類的輕負載使用。在實際空調用單相電容運轉異步電機的開發中，經常會遇到需要調整電機轉速的要求。

一般電機廠家做好電機之后電機的轉速就很難調了，除非重新開發新的電機。對空調廠家來說在不改變電機的前提下常用的方法有：改變電機匹配電容調速、改變電機運行電壓調速。改變電機匹配電容之后，改變了電機副相旋轉磁場的橢圓度，電機的轉速可能升高或者降低。一般可以小范圍改變電機的轉速，但是，這種方法往往會產生振動、噪音和發熱的問題，如果驗證充分還是一個很好的方法。改變電機運行電壓調速一般可以在較大范圍內調速，并且調速后電機的振動、噪音變化不大。變壓調速通常使用變壓器或者變頻電源來實現，但是變壓器體積大，笨重不便于攜帶。下面就介紹一種簡便易行的變壓調速方法--電容分壓調速。

2 電容分壓調速方法

電容分壓調速的接線方法見圖1，直接把薄膜電容串聯在電機的回路中，依靠電容分擔部分電源的電壓，從而降低電機上分擔的電壓。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。在實際使用的時候我們可以靈活運用電容分壓，比如多抽頭單相電容運轉異步電機我們可以通過在每個風擋串聯不同的電容，來實現每個風擋轉速調節的目的。當然也可以在每個風擋上串聯一個變壓器來調速，但是變壓器太大、太重、成本太高了。我們也可以只在需要調速的風擋上串聯電容來調到自己希望的轉速，或者在電機零線上串聯一個電容來實現多個風擋的調速。要注意在零線上調速時由于電機不同風擋的電流不同，對于同一分壓電容，在不同電流下分壓不同，所以可能出現串聯電容后電機高風擋的轉速反而比低風擋的轉速低的情況。電容調速有一個缺點，就是受電容型號的影響，對電壓的調整范圍不像變壓器那樣寬。

圖 1 串聯電容接線圖

為了驗證電容分壓對被測電機的影響，特設計下面的實驗：使用變頻電源、兩個功率表、一臺單相電容運轉異步電機和一個4uF薄膜電容，分別測試在電機上串聯電容和使用變頻電源降低電壓對電機的影響。接線方法見圖2。

圖 2 功率表接線示意圖

測試結果如下：

表 1 正常運行時電機電參數和轉速

表 2 串聯4μF電容的數據

表 3 直接調電壓的數據

從串聯電容的Meter2和直接調電壓的Meter2測試結果來看，不同風擋的電壓、電流、功率、功率因數、轉速幾乎完全一致，考慮到測試誤差近似認為是相同的，由此可知這個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電壓的效果相當。

綜上，在實際應用的時候還要驗證電機在低電壓下的啟動特性和電機發熱特性等，用電容分壓來調整電機的轉速只是為了方便調試電機，不推薦做一種常規的調速方法長時間使用于生產和日常生活中。

[1]電容分壓原理在電機調試中的應用，《互聯網文檔資源（http//wenku.baidu.c）》，2012.11.25.

TM343

A

1671-0037（2014）06-107-1

凡新建（1979.9-），男，助理工程師，研究方向：電子應用技術。