電容在電容式電動(dòng)機(jī)中的作用

電容器在電動(dòng)機(jī)中通過(guò)電容移相作用，將單相交流電分離出另一相相位差90度的交流電。將這兩相交流電分別送入兩組或四組電機(jī)線圈繞組，就在電機(jī)內(nèi)形成旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在電機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向相反，被旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)推拉進(jìn)入旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。

單相電不能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。要使單相電動(dòng)機(jī)能自動(dòng)旋轉(zhuǎn)起來(lái)，我們可在定子中加上一個(gè)起動(dòng)繞組，起動(dòng)繞組與主繞組在空間上相差90度，起動(dòng)繞組要串接一個(gè)合適的電容，使得與主繞組的電流在相位上近似相差90度，即所謂的分相原理。這樣兩個(gè)在時(shí)間上相差90度的電流通入兩個(gè)在空間上相差90度的繞組，將會(huì)在空間上產(chǎn)生（兩相）旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，在這個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下，轉(zhuǎn)子就能自動(dòng)起動(dòng)

單相電機(jī)一般是指用單相交流電源（AC220V）供電的小功率單相異步電動(dòng)機(jī)。這種電機(jī)通常在定子上有兩相繞組，轉(zhuǎn)子是普通鼠籠型的。兩相繞組在定子上的分布以及供電情況的不同，可以產(chǎn)生不同的起動(dòng)特性和運(yùn)行特性。電容式電機(jī)可分為電容分相啟動(dòng)電機(jī)和永久分相電容電機(jī)，這種電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、啟動(dòng)快速、轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，被廣泛應(yīng)用在電風(fēng)扇、排風(fēng)扇、洗衣機(jī)、抽油煙機(jī)等家用電器中。

電容式電動(dòng)機(jī)的電容叫移相電容，單相電動(dòng)機(jī)在通電后，其內(nèi)部產(chǎn)生的磁場(chǎng)是脈振磁場(chǎng)，而不是旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，要使單相電動(dòng)機(jī)能自動(dòng)旋轉(zhuǎn)起來(lái)，我們可在定子中加上一個(gè)起動(dòng)繞組，起動(dòng)繞組與主繞組在空間上相差90度，起動(dòng)繞組要串接一個(gè)合適的電容，電容的作用就是移相（移相作用，因電容具有蓄能做用，與單相電機(jī)中的一組繞組串聯(lián)或并聯(lián)，使其中一繞組得到的電壓滯后另一繞組），兩繞組相位差90度，這就產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，驅(qū)動(dòng)鼠籠轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，也就帶動(dòng)電機(jī)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。，使得與主繞組的電流在相位上近似相差90度，即所謂的分相原理；

電容器在電動(dòng)機(jī)中通過(guò)電容移相作用，將單相交流電分離出另一相相位差90度的交流電。將這兩相交流電分別送入兩組或四組電機(jī)線圈繞組，就在電機(jī)內(nèi)形成旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在電機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向相反，這樣兩個(gè)在時(shí)間上相差90度的電流通入兩個(gè)在空間上相差90度的繞組，將會(huì)在空間上產(chǎn)生（兩相）旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，在這個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下，被旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)推拉進(jìn)入旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，因此移相電容也叫啟動(dòng)電容。

電機(jī)要想旋轉(zhuǎn)就得產(chǎn)生一個(gè)轉(zhuǎn)矩（一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的力），那么這個(gè)轉(zhuǎn)矩就靠帶有電容的那個(gè)線圈（啟動(dòng)繞組）和沒(méi)有帶電容的線圈（主繞組）組合得來(lái)。電容的移相作用就是，把磁場(chǎng)“畸變”，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。這樣電動(dòng)機(jī)的磁場(chǎng)不是均勻的，所以振動(dòng)和噪音要比三相的大（三相電機(jī)用電容是為了補(bǔ)償功率因數(shù)）。

假如電風(fēng)扇或者洗衣機(jī)不轉(zhuǎn)了，如果是因?yàn)殡娙萜鲏牧?，那風(fēng)扇發(fā)出翁翁的聲音，但就是不轉(zhuǎn)，如果你用手轉(zhuǎn)一下風(fēng)扇，風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)就慢慢的轉(zhuǎn)動(dòng)了或者能正常旋轉(zhuǎn)了。這就是這個(gè)電容器的作用：產(chǎn)生一個(gè)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。

電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電容一般只限于單相交流電機(jī)，電機(jī)啟動(dòng)與運(yùn)轉(zhuǎn)建立前提是內(nèi)部線圈產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，而單相電只能在內(nèi)部產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng)，使用電容的目的就是與另一組線圈（啟動(dòng)）合力產(chǎn)生這個(gè)磁場(chǎng)，單相電不存在相位差，不能獨(dú)立支持電機(jī)工作，所以需要電容移相，就是使電機(jī)的起動(dòng)繞組電流在時(shí)間和空間上，超前于運(yùn)行繞組90個(gè)電工角度，形成相位差。其中，運(yùn)行電容還起著平衡主副繞組之間電流的作用。

單相電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行電容量與副繞組匝數(shù)偏多偏少的有關(guān)，一般為100W配電容量2～4μF，或根據(jù)公式計(jì)算獲得：

C＝1950×I/U×cosφ

啟動(dòng)電容量為運(yùn)行電容量的2～4倍選取。

例如：220V500W電動(dòng)機(jī)額定電流（約值）：

I＝P/U/cosφ＝0.5/0.22/0.8≈2.8（A）

電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行電容量：

C＝1950×I/U×cosφ＝1950×2.8/220×0.8≈20（μF）

單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)式電機(jī)時(shí)，電容容量并非越大越好，不要為了提高電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩而選大容量的電容換上；雖然這種做法能提高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，但電機(jī)的啟動(dòng)電流也會(huì)以更大的比率增加；

一般情況，在單相電容啟動(dòng)式電機(jī)中，啟動(dòng)繞組中串聯(lián)的電容容量增加1倍，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩只能增加50％，而啟動(dòng)電流卻要增加200％。在單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)式電機(jī)中，當(dāng)電容容量增加2倍時(shí)，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩雖可增加近2倍，但電機(jī)的效率將降低50％。這會(huì)使電機(jī)幾乎不能驅(qū)動(dòng)原來(lái)的負(fù)載，如繼續(xù)通電，電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間處于過(guò)負(fù)載狀態(tài)，將燒壞繞組。

可見(jiàn)對(duì)配用的電容器選擇不當(dāng)，會(huì)給電機(jī)帶來(lái)嚴(yán)重后果。更換啟動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)電容時(shí)，最好選用與原配置參數(shù)相同的電容。如果電容器損壞，又不知道或看不清標(biāo)注參數(shù)，可按下面公式計(jì)算選配：

C=8JS（uF）

式中，C-配用的電容量，單位為微法（uF）；J-電機(jī)啟動(dòng)繞組電流密度，一般選5～7A／平方mm；s-啟動(dòng)繞組導(dǎo)線截面積（平方mm）。

例如：某臺(tái)扇電機(jī)啟動(dòng)繞組線圈重新繞制后，測(cè)出啟動(dòng)繞組線徑為0．17mm，則截面積S=0．0226平方mm，選J=7A／平方mm，所以

C=8×7×0．0226≈1．26uF

實(shí)際選配參數(shù)為1．2uF±5％，耐壓500V的電容。另外應(yīng)注意電容的耐壓值一定要高于400V，以防擊穿。