说说单相交流电机的启动电容

红灯记

      许多开盘机、卡座、LP唱机的主导电机，使用单相交流电机作动力驱动单元。
      之所以使用交流单相电机，是因为和其他方式的电机相比，交流单相电机具有扭力矩大、技术成熟、制造简单、成本低廉、和易于控制的等优点。

5 R1 k7 @  |% R

        交流电机的旋转依靠电流产生的旋转磁场。三相电机流过的是相位互差120度的三相电流，能产生旋转磁场（改变其中任意2相接线则可以改变电机正反转）。而单相电机流过的单相电流不能产生旋转磁场，需要采取一定的方法使它产生旋转磁场，用电容就是方法之一，也是最常见的方法。

        电容是用来分相的，目的是使两个饶组中的电流产生近于90゜的相位差，以产生旋转磁场。三相电中，每两相之间的电流本身就有相位差，不用分相。

        电容感应式电机有两个绕组，即启动绕组和运行绕组。两个绕组在空间上相差90度。在启动绕组上串连了一个容量较大的电容器，当运行绕组和启动绕组通过单项交流电时，由于电容器作用使启动绕组中的电流在时间上比运行绕组的电流超前90度角，先到达最大值。在时间和空间上形成两个相同的脉冲磁场，使定子与转子之间的气隙中产生了一个旋转磁场，在旋转磁场的作用下，电机转子中产生感应电流，电流与旋转磁场相互作用产生电磁场转矩，使电机旋转起来（单相电机任一线圈的两端对调则可以改变单相电机的正反转）。

        单相电机工作电容的计算公式：GC=1950I/Ucos∮（微法）其中：

3 s7 q* v5 A7 T* }6 R, M

        I：电机电流，U：单相电源电压，cos∮：功率因数，取0.75，1950：常数

        注：如果取单相电为220Vrms，则GC=1950I/Ucos∮=1950P/（U^2）cos∮=1950*P/（220*220）*0.75≈0.03*P（uF），其中P为电机功率。算出单相电机工作电容后，起动电容按工作电容的1-4倍（启动电容越大则启动电流越大（对外面电网干扰也越大）、启动扭矩增大，启动越快；反之，如果启动电容越小则启动电流越小（对外面电网干扰也越小）、启动扭矩越小，启动越慢。）耐压必须大于交流输入电压最大峰值（220Vrms*1.414≈311），可取400V耐压或更高的耐压。可选用电机专业的电容CBB60电容，如60W电风扇使用的启动电容CBB60 1.5uF 400V。

        单相交流电机运行时，要考虑到对电网的干扰。开盘机、卡座、LP唱机对启动速度要求不高，所以一般取的启动电容就比较小（当然，其他参数相同情况下，电容值小点成本也低点），例如有些60W的电机的启动电容只有1.5uF/400V，这与计算的GC≈P*0.03=1.8uF很接近，但是电容是随着使用时间久了会有损耗变小，所以有些机器用的时间久了、电容损耗变小了，风扇启动时就启动不了了，换个容量大点的电容就可以；可是也有启动电容容量增加的情况发生，遇到这种情况，通常是电机在运行时容易发热，产生异常的涡流响声，甚至烧毁电机。

        启动电容不能太大，最好按照原值进行替换，因为这个电容不仅是在启动时接入的启动电容、启动后也是一直接入工作的运行电容，如果过大则会导致绕组电流过大烧坏电机。

7 _& R8 G' H0 b; p1 f& U

启动电容与电机的启动扭力矩和于电容链接的绕组的工作电流相关，和电机的运行速度没有关系。

/ i+ s: u5 c5 [( x+ v  h

下面我要说了的问题来了，就是启动电容的选择和使用。

单相交流电机的启动电容是电容器中的一个专门的类别，属于无级电容，有区别于其它任何电容。它没有频率范围，只有在单一的工频率下工作，也就是在50Hz/60Hz两个频率下工作，一旦它损坏了，不能用其他的等容量电容代替。

/ t4 i3 X# L: v0 \% ?) D

用非专用启动电容代替电机的启动电容，虽然能工作，但是对运行速度、电机寿命等都有影响。

下面举一个例子进行说明

$ n8 D: e, Y% Y5 C7 a5 \; C

有两台EMT930LP唱机，工作的时候，电机呼噜声严重，无法精准控制速度

# Q# i2 }, N8 R" K3 T- ^

检查发现，EMT930唱机采用交流单相电机驱动转盘，感觉电机工作时除了转动还抖动，电机升温很快，几分钟内就感觉烫手。这种抖动直接通过唱头看得出来，播放的声音里明显的感觉类似在地上拖木头的声音，进一步检查发现这两台机器的驱动电路的电机启动电容被更换了，换上去的不是

专用的点击启动电容，都是东拼西凑的

: K9 v0 H" c: q9 B: r

高频电容，摘除这些杂牌电容，换上专用的等值启动电容后，机器立刻恢复正常...

, J$ S2 R7 k  d; T. O9 f2 b- O2 Y& h

就是这两台EMT930

这台EMT930使用4只1.5U/250代替原来的启动电容

这台EMT930用两只红色威马电容并在原来的启动电容上，试图弥补原来启动电容的减小

. p& |9 A4 _, G. I

以下四张图片让大家看清楚一点

% u1 x% R. Q# }7 g

摘除上述乱七八糟的电容，换上下面图示的普通专用电机启动定容

6 _+ G0 D2 `. T  U8 U0 E
0 u6 e) T. y2 k5 U- D

红灯记

再看看这些东拼西凑的电容吧
/ I' H  w% Z8 |




5 c. e6 a2 D* a' f0 t( F: A3 Q

* `  l! @* z/ b2 _
更多内容，请看我的微博 http://t.cn/A6L27usn?m=4515445934397991&u=6457820379

木又

红灯记 发表于 2020-6-17 15:26
再看看这些东拼西凑的电容吧

$ V. a# b! Y) h- W8 [1 L那个高人的杰品？