220V单相交流电动机的起动方法有三种主要类型:
第一种是分相起动。此方法通过辅助起动绕组来协助电机启动,如图1所示。此方式的起动转矩相对较小,但电机在启动后运转速度基本稳定。这种起动方式广泛应用于电风扇、空调风扇以及洗衣机等设备中。
图1 电容运转型接线电路
第二种是电容起动型。电机在静止时,离心开关保持接通,电源通电后起动电容参与起动。当转子转速达到额定速度的70%至80%时,离心开关会自动断开,起动电容的作用也随之完成。这时,电动机仅由运行绕组线圈继续工作,如图2所示。
图2 电容起动型接线电路
第三种方法则将电机的离心开关保持接通。电源通电后,起动电容参与起动,当转子转速达到额定值的70%至80%时,离心开关自动断开,起动电容退出工作。这种情况下,运行电容会串联到起动绕组中来参与电机的运行。此方法适用于负载较大且不稳定的场景,如空气压缩机、切割机和木工机床等设备,具体如图3所示。
图3 电容启动运转型接线电路(双值电容器)
对于带有离心开关的电机,如果启动未能在短时间内成功,可能会导致绕组线圈的迅速烧毁。双值电容电机中,起动电容容量大,而运行电容容量小,耐压一般大于400V。
以上三种起动方式都可以通过调换1-2线或3-4线实现反转。通常,起动绕组的直流电阻比运行绕组要大得多,可以通过万用表来测量。一般情况下,运行绕组的直流电阻为几欧姆,而起动绕组的直流电阻则在十几欧姆到几十欧姆之间。
正反转控制:
下图显示了带有正反转开关的接线图。通常情况下,这种电机的起动绕组与运行绕组的电阻值相同,即它们的线径和圈数完全一致。这种电机一般用于洗衣机,正反转控制方法较为简单,不需要复杂的转换开关。
开关控制正反转接线
图5 双值电容异步电动机倒顺接线图
下图展示了实际的开关与电机的连接图。这个倒顺开关可以在三相电动机上直接应用,而在单相电机上需要进行一些调整。红色和蓝色线连接电源,黑色线是起动绕组的引线,白色线是运行绕组的引线,左侧的灰色线是后接入的跨接线。正反转的切换通过开关自带的交叉连片完成,但这种开关在关闭后仍有一根线没有断开,因此安全性略有欠缺。
实际的倒顺开关与电机接线图
单相电容电机的接线方法
在接线前,首先使用万用表的电阻挡测量三个线头之间的电阻。电阻最大的两个线头之间并联电容,另一个线头(公共端)接电源的一端。然后测量公共端与电容两端线头之间的电阻,阻值稍大的端子连接电源的另一端。这种接法可以确保一次性接正转。若需改变方向,则只需将接电容的一端的电源线改接为另一端。
如何判断单相电机的主绕组和副绕组:
1. 先测量三条线之间的电阻值,记住阻值最大的两条线及其电阻值,第三条线即为主绕组和副绕组的连接点;
2. 分别测量接点与两端的阻值(这两个阻值之和应等于最大值)。其中阻值较小的是主绕组,阻值较大的是副绕组。
通常,对于单相电容起动的交流电机,串联电容的那个绕组为副绕组。副绕组电阻(R1)大于主绕组电阻(R2),因为主绕组的功率较大,电阻较小。
通过万用表测量三个端子中每两个端子之间的电阻值,先找到火线通过电容连接的副绕组端子,其与其他两个端子之间的电阻最大(R1串联R2),其次是较大的电阻值(R1)。剩下两个端子中的最小阻值端子(R2)和次小阻值端子(R1)即为接零线的端子,也就是主绕组和副绕组的公共端子。
为何单相电机有三根线?启动电容和电机的接线方法:
若电机没有接线图,则需使用万能表测量三组电阻值。最大的一组电阻值对应启动绕组和工作绕组的串联,中间值的一组为工作绕组的两个端子,最小的一组为启动绕组的两个端子。将工作绕组与220V AC电源并联,启动绕组与电容串联后与电源并联即可。