1、三相电机改单相技术（电机修理人员必看、必学）三相电机改单相使用大家谈我是一名农村家电维修人员。一些工业上用的三相异步电机流入农村，功率从几百瓦到上千瓦不等。由于大部分农家没有三相电，不能直接使用。本人按照一些书上介绍的方法，试改了几个，但效果不理想，改造后出现了以下问题：(1)带载能力变差，不如三相使用时有劲。 (2)发热快，且不易启动。 (3)在机外设离心开关，使用时极不方便，能否将其取消，从别的方面改进。 (4)所配电容器易损。有没有一种比较简单的方法计算工作电容和启动电容的容量。 (5)请问 3kw 以上的三相异步机能否改作单相电机使用? 怎样改最简便实用。 1单相异步电机较同容量的三相
2、异步电机体积大，运行性能差，所以我国现在只做小容量的单相异步电机，现有产品功率从几瓦到 13kW 左右。考虑到改接后电机的安全、经济运行及性价比后，原则上我们可以把 1kW 及以下三相异步电机改为单相电容运转式异步电机，把 1 175kW 三相异步电机改为单相电容启动与运转异步电机。 21kW 及以下三相异步电机改接时，应该选用正品油浸式金属膜纸介电容做附加电容，电容的耐压必须选取 450V 以上。电容量按 C=146In 选取，式中 In 为三相异步电机额定电流，算出数值后取整数，再寻找相适应的电容即可。 31kW 及以下电机接线方法如图 l 所示。原电机接线盒内“Y”型接法连片不动，把选好
3、的电容 C 并接在 Ul 和 V1 之间，把零线接在 Ul 端，火线接在 wl 端即可；如电机反转，则接在 wl 端的相线不动，把原先接在 u1 端的零线改接在 Vl 端，即可改变电机转向。 41175kW 之间的三相异步电机改接时，也应该选用正品的油浸式金属膜纸介电容器做启动运转电容。电容器的耐压 Uc=22Un 选取，Un 为三相电机额定电压，运转电容 Cp=1600*（In/Un）；启动电容 CN=(23)CP。 以上式中：Uc 表示启动、运转电容的两端所承受的电压，Cp 表示运行电容器，Cn 表示启动电容，In 表示三相异步电机额定电流，Un 表示三相异步电机额定电压。 511-75k
4、W 电机的接线方法如图 2 所示。将原电机接线盒内的连片全部拆除，用156mm2 塑铜线做特制联片。分别把 W2、V2 端子，U2 和 W1 端子相连接，相线直接接在 W1 端，零线接在 U1 端，运行电容 Cp 跨接在 U1 和 V1 端，启动电容 Cn 和速度继电器的常闭触点 Sr 串联后接在 U1 和 V1 端即可。如电机反转，则 W1 端接相线不动，把原接在 u1 端的零线改接在 Vl 端，即可改变电机的转向。 6图 1、图 2 中，Qs 为空气开关，型号为 DZ520 系列或其他，空气开关的热脱机动作额定电流按电机额定电流选取。FU 为熔断器，型号为 RLl15 系列，熔体电流按该电
5、机额定电流的 2 5-3 倍选取。如果电机启动频繁，或者启动时间长，则空气开关熔体选择应适当加大一点，但不宜过大。图 2 中 Sr 为速度继电器的常闭触点，当电机转速达到额定值的 7580时，其断开。 7最后需要注意的是，改接后的电机输出功率只能达到原来三相运行时的 60，且启动力矩小，不宜满负荷启动。文中如有不妥之处，请同行高手批评斧正。 笔者专职从事电动机的维修工作，现将 11 年的工作经验，汇编如下。 方案 1：配加电阻或开关。 如图 1 所示，电阻 R 的阻值应大于运行绕组的 510 倍。开关 QA 为按钮式启动开关。方案 2：配加电容 如图 2 所示，可使电机功率达到原来的 55以上
6、。电容 Cl 的容量计算公式： Cl=1950In/UncosQ 式中：In 为电机额定电流，单位为“A”。Un 为电机额定电压，单位为“V”。cosQ 为功率因数，取 0507。电容 c2 的容量公式：C2=(14)C1。 方案 3：改进型 这种方法可提高电机的功率，如图 3 所示，电容 Cl、C2 的容量同上，C3=2Cl，R=025UI。 方案 4：加电感电容法 如图 4，采用一只电感 L 和一只电容 C 从单相电源获取三相对称电压，电机应按三角形连接，并注意 L 的载流量及 C 的耐压。当电机为 22kW 时，C 可取 254uF，L 可取78mH。 方案 5：用电子元件代替开关 K(
7、QA) 对于功率为 23kW 的三相电动机，移相电容的容量需达到 200300uF 或更大，由于要求其耐压高，使电容的体积大、价格高。图 5 的电路实际是一个双向电子开关。实验证明，当电动机绕组为三角形连接时，若旋转速度不超过 1500 转分，启动装置能有效地与之配合工作。 注：(1)方案 2、3、4 中的电容要选纸介油浸电容或金属化电容等无极性电容器。耐压最好是 600V 以上的。(2) 方案 2、3、4 中，如电机转速太快，可加大负荷，或减小容量；如太慢，可减轻负荷，或增大容量，必须经多次试验调整。(3)改后的功率明显比原机小，在使用时必须留有余量。(4)由于农村电网线路质量差，电线线径偏
8、细，或接头多。在电机工作时，请测量电机盖内接线柱的电压，如低于 200V，必须查明线路。否则电机发热严重，也易损坏电容，以及电机无力。 以上是我们的经验。愿共同交流，相互提高。 三相异步电动机(380V)改接在 220V 单相电源中使用最简便方法有两种：一是电容移相法；二是电感电容移相法。问题中提到的发热快、电容易损是改接方法错误或所用电容不合适而造成的。下面分别介绍： 1电容移相法 (1)如果三相电机属 “Y”形接法，改接方法见图 1。所用电容 C 的容量 C=2800IU(uF)，式中：I 是原电机额定电流，单位 “A”；U 是现单相电源电压 ,单位“V”，通常取 220。屯容器耐压应为（
9、根 2*U）以上，通常取 400V。 (2)如果三相电机属 “”形接法，改接方法见图 2。也就是将三角形顶点的两个接线端焊开，串入一个工作电容 CW，同时再并联一个启动电容 CS。其中 CW 的容量为 CW=I10 6 次方 (440*314)(uF)，I 仍为原电机额定工作电流，单位“A”，CS 的容量为CS=(323 6)CW，两电容耐压均要求在 450V 以上。图 2 中 K2 为外设离心开关，也可用 10 的彩电消磁电阻代替，但启动力矩稍小。 2电感电容移相法 此法适用于 3kW 以上三相电机。 (1)若三相电机属 “Y”形接法，可按图 3 接入一个电抗器，电抗器的电感量 L=15U（
10、2次方）2f-sin(60 度-)，单位 “毫亨”。式中 u 为单相电源电压，一般为 220V；f 为市电频率，一般为 50Hz； 为电动机额定负载时的功率因数角。 (2)若三相电机属 “”形接法，可按图 4 接入电抗器和电容器。电抗器电感量选取公式同上，但工作电容 CW=S sin(60 度+)10 的 6 次方(15 x2fU2 次方)(uF)；CS=(323 6)CW。式中，S 电动机原额定视在功率，单位 “W”；f 、U 的意义同上。 有必要指出，上述方法中各电容器一定要选交流油浸电容器。三相电机改接成单相运行后，输出功率将降为原来的 70以下。 近年来，从城镇厂矿退役的电动机，因价格
11、便宜，陆续流入农村。但由于农户家中普遍只有单相电源要使用三相电动机带动机械设备就显得十分不便。且又存在三相电动机改制单相电动机成功率不高的问题。本人只是出于业余爱好，想对家电维修今年第 5 期46 页征答中的问题，逐一与广大同行及这位征答先生共同讨论，限于本人经验少，水平低，烦请各位同行对于文中的不妥之处，予以指正，在此顺表谢意。 一、问题的讨论 征答问题四是三相电动机改为单相电动机普遍存在的一个问题。 对于第一个小问题(问题原文略，以下同样)，这是必然性的问题。即便是成品的单相电动机，其带动负载的性能较功率相近的三相电动机也要差一些。这就好比三个年轻力壮的小伙子，共同负担 100 公斤的负载
12、每人只平均负担 3333 公斤；如果减去两个人，由一个负担，则这个人就显得“劲” 小了(其实不是这个人“劲” 小，而是这个负载对于一个人来说，量加重了)。因为你把“ 三相 ”电动机改成了“单相”电动机，“劲小”是很必然的事情。 由于单相电动机使用方便，构造也较简单，但效率和功率因数低，所以这种电动机仅仅适用于功率要求不大的机械设备上，如手电钻、鼓风机、电风扇等。 第二个小问题。如果将改造后或成品单相电动机应用于三相电动机的配套机械，当负载量未减时，那么发热快就是必然的。因为这时对这台单相电动机来说，是负载加重了。应当减小负载量的三分之一甚至二分之一。 当减轻负载后，若启动不易和发热的问题仍无改
13、善，则表明起动所用的电容或电阻( 或启动绕组)参数与实际不合，可调换数值不等的电阻或电容一试，一般就能解决问题。如果问题仍无法得到解决，则应增加启动绕组圈数。这一步改造很麻烦，需要根据电动机功率计算出启动绕组的圈数和线径。还必须拆掉原绕组。这是很不合算的。而且其计算过程复杂，限于篇幅。读者可参阅有关书刊，这里就不赘述了。 第三个小问题，这里给出河北人民出版社 1972 年版农村电工教材(上册、以下称教材)中如图 1 所示的三种改进电路。其中图 1(a)、(b) 为带离心开关形式的；(c) 为不带离心开关形式的。如果这位先生未采用这种改造电路形式，不妨一试效果。 第四个小问题。关于所配电容易损首先应考虑电容器的耐压是否大于 15 倍(包括15 倍)以上的额定电压：其次是容量是否太小 (因为启动电流较大)，这要由试验决定。实际中还没有总结出计算启动、工作电容的简便公式。表 1 给出上述教材中的“ 单相电动机启动电容和工作电容范围参考表”供参考。 二、多余的话 1改造的实际意义不大 将三相电动机改造为单相电动机。是模仿单相电动机原理将其中的两相绕组串联，作为主绕组(运行绕组 )，将另绕组作为副绕组 (启动绕组)。这种改造，本身就存在着一种差
