三相電機(jī)改單相使用大家談

./三相電機(jī)改單相使用大家談2008年09月27日星期六11:12●我是一名農(nóng)村家電維修人員。一些工業(yè)上用的三相異步電機(jī)流入農(nóng)村,功率從幾百瓦到上千瓦不等。由于大部分農(nóng)家沒有三相電,不能直接使用。本人按照一些書上介紹的方法,試改了幾個(gè),但效果不理想,改造后出現(xiàn)了以下問題：轉(zhuǎn)自維修吧--

<1>帶載能力變差,不如三相使用時(shí)有勁。

<2>發(fā)熱快,且不易啟動(dòng)。

<3>在機(jī)外設(shè)離心開關(guān),使用時(shí)極不方便,能否將其取消,從別的方面改進(jìn)。

<4>所配電容器易損。有沒有一種比較簡(jiǎn)單的方法計(jì)算工作電容和啟動(dòng)電容的容量。

<5>請(qǐng)問3kw以上的三相異步機(jī)能否改作單相電機(jī)使用?怎樣改最簡(jiǎn)便實(shí)用。

1．單相異步電機(jī)較同容量的三相異步電機(jī)體積大,運(yùn)行性能差,所以我國現(xiàn)在只做小容量的單相異步電機(jī),現(xiàn)有產(chǎn)品功率從幾瓦到1．3kW左右?？紤]到改接后電機(jī)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行及性價(jià)比后,原則上我們可以把1kW及以下三相異步電機(jī)改為單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)式異步電機(jī),把1．1～7．5kW三相異步電機(jī)改為單相電容啟動(dòng)與運(yùn)轉(zhuǎn)異步電機(jī)。

2．1kW及以下三相異步電機(jī)改接時(shí),應(yīng)該選用正品油浸式金屬膜紙介電容做附加電容,電容的耐壓必須選取450V以上。電容量按C=14．6In選取,式中In為三相異步電機(jī)額定電流,算出數(shù)值后取整數(shù),再尋找相適應(yīng)的電容即可。

3．1kW及以下電機(jī)接線方法如圖l所示。原電機(jī)接線盒內(nèi)"Y"型接法連片不動(dòng),把選好的電容C并接在Ul和V1之間,把零線接在Ul端,火線接在wl端即可；如電機(jī)反轉(zhuǎn),則接在wl端的相線不動(dòng),把原先接在u1端的零線改接在Vl端,即可改變電機(jī)轉(zhuǎn)向。

4．1．1～7．5kW之間的三相異步電機(jī)改接時(shí),也應(yīng)該選用正品的油浸式金屬膜紙介電容器做啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)電容。電容器的耐壓Uc=2．2Un選取,Un為三相電機(jī)額定電壓,運(yùn)轉(zhuǎn)電容Cp=1600*〔In/Un；啟動(dòng)電容CN=<2～3>CP。

以上式中：Uc表示啟動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)電容的兩端所承受的電壓,Cp表示運(yùn)行電容器,Cn表示啟動(dòng)電容,In表示三相異步電機(jī)額定電流,Un表示三相異步電機(jī)額定電壓。

5．1．1-7．5kW電機(jī)的接線方法如圖2所示。將原電機(jī)接線盒內(nèi)的連片全部拆除,用1．5～6mm2塑銅線做特制聯(lián)片。分別把W2、V2端子,U2和W1端子相連接,相線直接接在W1端,零線接在U1端,運(yùn)行電容Cp跨接在U1和V1端,啟動(dòng)電容Cn和速度繼電器的常閉觸點(diǎn)Sr串聯(lián)后接在U1和V1端即可。如電機(jī)反轉(zhuǎn),則W1端接相線不動(dòng),把原接在u1端的零線改接在Vl端,即可改變電機(jī)的轉(zhuǎn)向。

6．圖1、圖2中,Qs為空氣開關(guān),型號(hào)為DZ5—20系列或其他,空氣開關(guān)的熱脫機(jī)動(dòng)作額定電流按電機(jī)額定電流選取。FU為熔斷器,型號(hào)為RLl—15系列,熔體電流按該電機(jī)額定電流的2．5-3倍選取。如果電機(jī)啟動(dòng)頻繁,或者啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng),則空氣開關(guān)熔體選擇應(yīng)適當(dāng)加大一點(diǎn),但不宜過大。圖2中Sr為速度繼電器的常閉觸點(diǎn),當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到額定值的75～80％時(shí),其斷開。

7．最后需要注意的是,改接后的電機(jī)輸出功率只能達(dá)到原來三相運(yùn)行時(shí)的60％,且啟動(dòng)力矩小,不宜滿負(fù)荷啟動(dòng)。文中如有不妥之處,請(qǐng)同行高手批評(píng)斧正。

筆者專職從事電動(dòng)機(jī)的維修工作,現(xiàn)將11年的工作經(jīng)驗(yàn),匯編如下。

方案1：配加電阻或開關(guān)。

如圖1所示,電阻R的阻值應(yīng)大于運(yùn)行繞組的5—10倍。開關(guān)QA為按鈕式啟動(dòng)開關(guān)。

方案2：配加電容

如圖2所示,可使電機(jī)功率達(dá)到原來的55％以上。電容Cl的容量計(jì)算公式：

Cl=1950In/Un·cosQ

式中：In為電機(jī)額定電流,單位為"A"。Un為電機(jī)額定電壓,單位為"V"。cosQ為功率因數(shù),取0．5～0．7。電容c2的容量公式：C2=<1～4>C1。

方案3：改進(jìn)型

這種方法可提高電機(jī)的功率,如圖3所示,電容Cl、C2的容量同上,C3=2Cl,R=0．25U／I。

方案4：加電感電容法

如圖4,采用一只電感L和一只電容C從單相電源獲取三相對(duì)稱電壓,電機(jī)應(yīng)按三角形連接,并注意L的載流量及C的耐壓。當(dāng)電機(jī)為2．2kW時(shí),C可取254uF,L可取78mH。

方案5：用電子元件代替開關(guān)K<QA>

對(duì)于功率為2～3kW的三相電動(dòng)機(jī),移相電容的容量需達(dá)到200～300uF或更大,由于要求其耐壓高,使電容的體積大、價(jià)格高。圖5的電路實(shí)際是一個(gè)雙向電子開關(guān)。實(shí)驗(yàn)證明,當(dāng)電動(dòng)機(jī)繞組為三角形連接時(shí),若旋轉(zhuǎn)速度不超過1500轉(zhuǎn)／分,啟動(dòng)裝置能有效地與之配合工作。

注：<1>方案2、3、4中的電容要選紙介油浸電容或金屬化電容等無極性電容器。耐壓最好是600V以上的。<2>方案2、3、4中,如電機(jī)轉(zhuǎn)速太快,可加大負(fù)荷,或減小容量；如太慢,可減輕負(fù)荷,或增大容量,必須經(jīng)多次試驗(yàn)調(diào)整。<3>改后的功率明顯比原機(jī)小,在使用時(shí)必須留有余量。<4>由于農(nóng)村電網(wǎng)線路質(zhì)量差,電線線徑偏細(xì),或接頭多。在電機(jī)工作時(shí),請(qǐng)測(cè)量電機(jī)蓋內(nèi)接線柱的電壓,如低于200V,必須查明線路。否則電機(jī)發(fā)熱嚴(yán)重,也易損壞電容,以及電機(jī)無力。

以上是我們的經(jīng)驗(yàn)。愿共同交流,相互提高。

三相異步電動(dòng)機(jī)<380V>改接在220V單相電源中使用最簡(jiǎn)便方法有兩種：一是電容移相法；二是電感電容移相法。問題中提到的發(fā)熱快、電容易損是改接方法錯(cuò)誤或所用電容不合適而造成的。下面分別介紹：

1．電容移相法

<1>如果三相電機(jī)屬"Y"形接法,改接方法見圖1。所用電容C的容量C=2800I／U<uF>,式中：I是原電機(jī)額定電流,單位"A"；U是現(xiàn)單相電源電壓,單位"V",通常取220。屯容器耐壓應(yīng)為〔根2*U以上,通常取400V。

<2>如果三相電機(jī)屬"△"形接法,改接方法見圖2。也就是將三角形頂點(diǎn)的兩個(gè)接線端焊開,串入一個(gè)工作電容CW,同時(shí)再并聯(lián)一個(gè)啟動(dòng)電容CS。其中CW的容量為CW=I×106次方／<440*314><uF>,I仍為原電機(jī)額定工作電流,單位"A",CS的容量為CS=<3．2～3．6>CW,兩電容耐壓均要求在450V以上。圖2中K2為外設(shè)離心開關(guān),也可用10Ω的彩電消磁電阻代替,但啟動(dòng)力矩稍小。

2．電感電容移相法

此法適用于3kW以上三相電機(jī)。

<1>若三相電機(jī)屬"Y"形接法,可按圖3接入一個(gè)電抗器,電抗器的電感量L=1．5U〔2次方／[2πf-sin<60度-φ>],單位"毫亨"。式中u為單相電源電壓,一般為220V；f為市電頻率,一般為50Hz；φ為電動(dòng)機(jī)額定負(fù)載時(shí)的功率因數(shù)角。

<2>若三相電機(jī)屬"△"形接法,可按圖4接入電抗器和電容器。電抗器電感量選取公式同上,但工作電容CW=Ssin<60度+φ>×10的6次方<1．5x2πfU2次方><uF>；CS=<3．2～3．6>CW。式中,S——電動(dòng)機(jī)原額定視在功率,單位"W"；f、φ、U的意義同上。

有必要指出,上述方法中各電容器一定要選交流油浸電容器。三相電機(jī)改接成單相運(yùn)行后,輸出功率將降為原來的70％以下。

近年來,從城鎮(zhèn)廠礦退役的電動(dòng)機(jī),因價(jià)格便宜,陸續(xù)流入農(nóng)村。但由于農(nóng)戶家中普遍只有單相電源．要使用三相電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)機(jī)械設(shè)備就顯得十分不便。且又存在三相電動(dòng)機(jī)改制單相電動(dòng)機(jī)成功率不高的問題。本人只是出于業(yè)余愛好,想對(duì)《家電維修》今年第5期46頁征答中的問題,逐一與廣XX行及這位征答先生共同討論,限于本人經(jīng)驗(yàn)少,水平低,煩請(qǐng)各位同行對(duì)于文中的不妥之處,予以指正,在此順表謝意。

一、問題的討論

征答問題四是三相電動(dòng)機(jī)改為單相電動(dòng)機(jī)普遍存在的一個(gè)問題。

對(duì)于第一個(gè)小問題<問題原文略,以下同樣>,這是必然性的問題。即便是成品的單相電動(dòng)機(jī),其帶動(dòng)負(fù)載的性能較功率相近的三相電動(dòng)機(jī)也要差一些。這就好比三個(gè)年輕力壯的小伙子,共同負(fù)擔(dān)100公斤的負(fù)載．每人只平均負(fù)擔(dān)33．33公斤；如果減去兩個(gè)人,由一個(gè)負(fù)擔(dān),則這個(gè)人就顯得"勁"小了<其實(shí)不是這個(gè)人"勁"小,而是這個(gè)負(fù)載對(duì)于一個(gè)人來說,量加重了>。因?yàn)槟惆?三相"電動(dòng)機(jī)改成了"單相"電動(dòng)機(jī),"勁小"是很必然的事情。

由于單相電動(dòng)機(jī)使用方便,構(gòu)造也較簡(jiǎn)單,但效率和功率因數(shù)低,所以這種電動(dòng)機(jī)僅僅適用于功率要求不大的機(jī)械設(shè)備上,如手電鉆、鼓風(fēng)機(jī)、電風(fēng)扇等。

第二個(gè)小問題。如果將改造后或成品單相電動(dòng)機(jī)應(yīng)用于三相電動(dòng)機(jī)的配套機(jī)械,當(dāng)負(fù)載量未減時(shí),那么發(fā)熱快就是必然的。因?yàn)檫@時(shí)對(duì)這臺(tái)單相電動(dòng)機(jī)來說,是負(fù)載加重了。應(yīng)當(dāng)減小負(fù)載量的三分之一甚至二分之一。

當(dāng)減輕負(fù)載后,若啟動(dòng)不易和發(fā)熱的問題仍無改善,則表明起動(dòng)所用的電容或電阻<或啟動(dòng)繞組>參數(shù)與實(shí)際不合,可調(diào)換數(shù)值不等的電阻或電容一試,一般就能解決問題。如果問題仍無法得到解決,則應(yīng)增加啟動(dòng)繞組圈數(shù)。這一步改造很麻煩,需要根據(jù)電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算出啟動(dòng)繞組的圈數(shù)和線徑。還必須拆掉原繞組。這是很不合算的。而且其計(jì)算過程復(fù)雜,限于篇幅。讀者可參閱有關(guān)書刊,這里就不贅述了。

第三個(gè)小問題,這里給出XX人民出版社1972年版《農(nóng)村電工教材》<上冊(cè)、以下稱《教材》>中如圖1所示的三種改進(jìn)電路。其中圖1<a>、<b>為帶離心開關(guān)形式的；<c>為不帶離心開關(guān)形式的。如果這位先生未采用這種改造電路形式,不妨一試效果。

第四個(gè)小問題。關(guān)于所配電容易損．首先應(yīng)考慮電容器的耐壓是否大于1．5倍<包括1．5倍>以上的額定電壓：其次是容量是否太小<因?yàn)閱?dòng)電流較大>,這要由試驗(yàn)決定。實(shí)際中還沒有總結(jié)出計(jì)算啟動(dòng)、工作電容的簡(jiǎn)便公式。表1給出上述《教材》中的"單相電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電容和工作電容范圍參考表"供參考。

二、多余的話

1．改造的實(shí)際意義不大

將三相電動(dòng)機(jī)改造為單相電動(dòng)機(jī)。是模仿單相電動(dòng)機(jī)原理．將其中的兩相繞組串聯(lián),作為主繞組<運(yùn)行繞組>,將另～繞組作為副繞組<啟動(dòng)繞組>。這種改造,本身就存在著一種差異,與成品的單相電動(dòng)機(jī)性能也有較大的差別。其主要差異就是帶載能力減小,因此,在一般情況下,不宜作這種改造,實(shí)際意義不大。

2．廣大農(nóng)戶應(yīng)當(dāng)拒絕這類電動(dòng)機(jī)流入農(nóng)村

《農(nóng)村電工》雜志2004年3期20頁,刊載XX省鹽都縣中心供電所祁貴先生<不能讓劣質(zhì)淘汰電動(dòng)機(jī)流入農(nóng)村>的短文。祁先生在文中說："……這些電動(dòng)機(jī)風(fēng)罩、接線樁頭、標(biāo)牌外殼等殘缺不全。還有三相改單相使用的,這些質(zhì)量低劣電動(dòng)機(jī)一旦在農(nóng)村普遍使用,勢(shì)必引起漏電、接地故障、影響正常用電。稍有不慎,極易引發(fā)觸電事故。"

祁先生在文中又說："廣大農(nóng)村電工要加強(qiáng)管理范圍內(nèi)這類用戶的管理,對(duì)新增加的各類電動(dòng)機(jī),要及時(shí)登記造冊(cè),定期幫助用電客戶檢查測(cè)試,對(duì)檢查不符合要求的電動(dòng)機(jī),要堅(jiān)決勸其停止使用,并加強(qiáng)宣傳引導(dǎo),更好地指導(dǎo)客戶用電安全,從而建立良好的農(nóng)村用電秩序。"

祁先生在文中還說："因此,筆者借貴刊一角呼吁農(nóng)民朋友,千萬不要貪圖便宜購買低價(jià)電動(dòng)機(jī)、電動(dòng)水泵等。俗話說,便宜沒好貨。最好到正規(guī)商場(chǎng)購買合格電動(dòng)機(jī),否則,得不償失"。最后,我在這里也想借祁先生的這些話,順便奉勸農(nóng)民弟兄。如果確實(shí)需要,應(yīng)當(dāng)配備新品,千萬不要貪圖便宜,否則,就會(huì)像祁先生所說,"得不償失"220V單相插座請(qǐng)問什么原因造成加負(fù)載就沒有電壓的？懸賞分：0-解決時(shí)間：2008-7-1309:09220V單相插座用萬用表量電壓是220V,接上負(fù)載電壓就沒有了。該插座接有相線、零線、地線。前面裝有漏電保護(hù)器,請(qǐng)問什么原因造成加負(fù)載就沒有電壓的？提問者：大荒山青埂峰-試用期一級(jí)最佳答案呵呵上周剛碰到過菜鳥電工把地線和零線接反了這樣的話用萬用表量就有電插上電器就不行好好查查你的線吧急尋高手:在船舶電氣中三相220V電與單相220V電有什么不同懸賞分：0-解決時(shí)間：2007-1-2920