关于单相异步电机定子绕组接线与转向问题探讨

程 宽

(黑龙江省节能技术服务中心 黑龙江 哈尔滨 150001)

在单相异步电动机中，凸极式罩极异步电动机气隙中的合成磁场移动的方向总经定子极面的未罩部分移向被罩部分，其转子的转动方向与合成磁场移动的方向相同。隐极式罩极异步电动机气隙中的合成磁场的旋转方向总是经定子极面的主绕组部分移向起动绕组部分，其转子的转动方向与合成磁场的旋转方向相同。下面着重谈一谈单相起动绕组起动异步电动机、单相电容起动异步电动机、单相电容运行异步电动机、单相电容起动和运行异步和电动机的转向问题。

如图1所示。

图1 单相起动绕组起动异步电动机的接线图

S为离心开关的触点或起动继电器的常合触点。起动时，主绕组L1和付绕组L2接在同一电源V上。由于主绕组电路中的感抗大于付绕组电路中的感抗，所以主绕组电路中的电流IL1滞后于电源电压V的角度ΦL2大，IL1与IL2间存在一相位差Φ，即IL1超前IL2一个角度Φ。Φ一般为30°～40°。其相量图如图2所示。

单相电容起动异步电动机的接线图如图3所示。在主绕组电路边呈感性，而在付绕组电路中，容抗大于感抗和电阻呈容性。所以，如果选择电容量，就可以使起动时付绕组中的电流IL2超前主绕组电路中电流IL2的角度Φ约为90°。其相量图如图4所示。请注意:单相起动绕组起动异步电动机与单相电容起动异步电动机起动后，虽然在转速达到75%～80%的额定转速，其离心开关或起动继电器S就将断开付绕组，但电动机仍按起动时的转动方向继续旋转下去。

如果去掉单相电容起动异步电动机电路中的离心开关或起动继电器，付绕组按长期接在电源上来设计，电容器的电容量也按此来选择，则变电单相电容运行异步电动机，其接线图如图5所示。这种电动机在运行时，付绕组电路中的电流超前主绕组电路中的电流等于或接近90°。

单相电容起动和运行异步电动机综合了单相电容起动异步电动机与单相电容运行异步电动机的优点，即起动和运行时付绕组电路中的电流超前主绕组电路中的电流的角度均在90°左右。如果主付绕组磁势的幅值相等，则其气隙合成磁场为圆形旋转磁场，可获得较大的起动和运行转矩。这种电机的接线图如图6所示。图中C2为起动电容，C1为工作电容，S为离心开关。

图6 单相电容起动和运行异步、电机的接线图

通过以上分析可知，单相起动绕组起动异步电动机、单相电容起动异步电动机、单相电容运行异步电动机、单相电容起动和运行异步电动机这四种型式的电动机的付绕组电路中的电流都超前其主绕组电路中的电流一定的角度。具有代表性的是超前的角度等于90°。且两相绕组在空间也相隔90°的电角度，写出其瞬时值表达式:

并规定电流为正时，电流从绕组的始端流入，从末端流出;电流为负时，电流从绕组的末端流入，从始端流出。根据IL1与IL2的瞬时值表达式画出电流的波形图如图7所示。

如果该电动机按图8或图9所示对绕组进行展开连接，副绕组L2在空间位置滞后主绕组L1为90°电角度。从绕组引出线端观察，若D1(从主绕组始端)在F1(付绕组始端)的右边或D2在F2的右边，则为L1超前L2;反之，若F1在D1的右边或F2在D2的右边，则为L2超前L1。超前或滞后的角度按相邻的异相绕组的对应边所占槽间距离的电角度来判断。根据两绕组流过电流的情况可作出其合成磁场为逆时针方向。

如果上述电动机按图10或图11所示绕组展开图接线，L1在空间位置滞后L2为90°电角度。其合成磁场的转向为顺时针。

若L1电路中的电流与L2电路中的电流的相位差不到90°或大于90°小于180°，其判断转向所得到的结论与相位差正好等于90°时是一样的。

从以上的分析可得出最后的结论，不管是单相起动绕组起动异步电动机还是单相电容起动异步电动机、单相电容运行异步电动机以及单相电容起动和运行异步电动机，只要主绕组在空间位置超前付绕组如图8、图9所示，则电动机转向为逆时针，反之，若付绕组在空间位置超前主绕组引出线端观察到电动转向为顺时针。最后请注意:电动机的公共线必须从D1与F1或D2与F2的连线处引出。

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