🗒️单相异步电动机的启动
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2024-4-18
2024-5-20
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最近从公司的宿舍搬出来住人才公寓,公寓里空空荡荡,没有家具,没有电器。但所幸公寓群里有不少出二手物品的。上月在隔壁公寓楼群里看到一个低价出售坏掉的一个小冰箱的,20块当作柜子出掉,砍价到15拿下(没太砍)。据原来主人说是从老家搬到公寓后用了几天坏掉的,冰箱当时尝试使用,冰箱灯正常使用,压缩机发热后会有声音,怀疑是启动电容坏掉的,后来发现连电容都不需要。
 
最近签完人才公寓合同,有闲工夫来修一修这个冰箱。在冰箱后边贴有一个电路图,比较简单,网上比较多的这种PTC式控制电路,大致由温度控制器,过载保护器,冰箱灯,单相压缩机,启动器组成。
PTC启动器接线图
PTC启动器接线图
关于冰箱的一些常用启动方式与分类,在面包板社区搜索到关于定频冰箱的几种控制方式,而对于单项定频的冰箱,大多数对于压缩机就是单项电动机控制,在启动器坏掉之后,压缩机无法启动,和家庭中坏掉的风扇一样,需要手动给一个启动力。
 
关于使用PTC启动,虽然最后修好正常使用了,但对于如何启动还是不太清楚。对于单相电动机,由于大学期间没有关于电机相关的课程,我对于单相电机的启动只限于电容式启动,这次维修让我去仔细的搜索了一下关于单相电动机的启动,发现这种电机和电容式启动电机的不同。
单相异步电动机的启动方法包括:罩极启动运转异步电动机、电阻分相异步电动机、电容分相异步电动机以及带“甩簧”的单相异步电动机等。罩极启动运转异步电动机常用于小型风扇等设备;电冰箱、空调等常采用电阻分相异步电动机和电容分相异步电动机;而带“甩簧”的单相异步电动机由于功率相对较大,因此使用不太常见。
单相电容式电机有两个绕组,线圈的通电顺序决定了电机的运行方向,电容损坏,就需要给一个外部力进行启动,最近项目中也用到了单相力矩电机,通过继电器调换通电顺序来实现换相,对此也参考了欧姆龙关于固态继电器的案例,但考虑到固态继电器的采购与成本问题,还是采用机械式继电器。
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而对于电阻分相启动来说,使用电阻分相的电动机简称分相式电动机。为了使这种电动机主绕组的启动电流和副绕组中的启动电流在时间上有相位差,一般主绕组由较粗截面的导线绕制,且主绕组匝数较多,嵌在定子槽的外层;副绕组由较细截面的导线绕制,匝数较少,嵌在定子槽的内层。
因此,主绕组的电阻值小,感抗值大;而副绕组的电阻值大,感抗值小。当合闸启动电机时,主副绕组同时通电,电感值不同,主副绕组同时通电,产生启动电磁转矩,电机启动。启动完以后,由外部开关断开副绕组回路,电机便由主绕组工作。这类电机的副绕组与主绕组在空间成90°电角度正交放置。
当接通交流电源时,主、副绕组同时通入电流,由于两绕组的电感和电阻的阻抗不相同,使通过两绕组的电流滞后于电压的角度也不同。这样就使电流在通过两绕组时变为具有相位差的两相电流。以实现主、副绕组电流间的相位差,所以,称为单相电阻启动异步电动机。这两相电流可产生椭圆形的旋转磁场。旋转磁场与转子绕组相互作用,使转子启动旋转起来。当转子转速达到额定转速的70%-80%时,由启动元件将副绕组切断,使电动机继续运行到额定转速,电机便由主绕组工作。
压缩机由于启动时内部存在制冷剂需要进行压缩,所以需要的启动力矩比较大,猜测是使用这种电阻分相启动的原因。

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