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1．3kW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1．1～7．5kW三相异步电机改为单相电容启动与运转异步电机。

2．1kW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=14．6In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。

3．1kW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。

4．1．1～7．5kW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=2．2Un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=(2～3)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。

5．1．1-7．5kW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1．5～6mm2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DZ5—20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RLl—15系列，熔体电流按该电机额定电流的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75～80％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5—10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。

电容Cl的容量计算公式：
Cl=1950In/Un·cosQ
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0．5～0．7。

电容c2的容量公式：C2=(1～4)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=0．25U ／I。

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2．2kW时，C可取254uF，L可取78mH。

方案5：用电子元件代替开关K(QA)
对于功率为2～3kW的三相电动机，移相电容的容量需达到200～300uF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=2800I／U(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（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=I×10 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=(3．2～3．6)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10Ω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=1．5U（2次方）／[2πf-sin(60度-φ)]，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；φ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+φ)×10的6次方(1．5 x2πfU2次方)(uF)；CS=(3．2～3．6)CW。

式中，S——电动机原额定视在功率，单位“W”；f、φ、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．每人只平均负担33．33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1．5倍(包括1．5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异，
与成品的单相电动机性能也有较大的差别。

其主要差异就是带载能力减小，因此，在一般情况下，不宜作这种改造，实际意义不大。

2．广大农户应当拒绝这类电动机流入农村
《农村电工》杂志2004年3期20页，刊载江苏省盐都县中心供电所祁贵先生(不能让劣质淘汰电动机流入农村)的短文。

祁先生在文中说：“……这些电动机风罩、接线桩头、标牌外壳等残缺不全。

还有三相改单相使用的，这些质量低劣电动机一旦在农村普遍使用，势必引起漏电、接地故障、影响正常用电。

稍有不慎，极易引发触电事故。

”
祁先生在文中又说：“广大农村电工要加强管理范围内这类用户的管理，对新增加的各类电动机，要及时登记造册，定期帮助用电客户检查测试，对检查不符合要求的电动机，要坚决劝其停止使用，并加强宣传引导，更好地指导客户用电安全，从而建立良好的农村用电秩序。

”
祁先生在文中还说：“因此，笔者借贵刊一角呼吁农民朋友，千万不要贪图便宜购买低价电动机、电动水泵等。

俗话说，便宜没好货。

最好到正规商场购买合格电动机，否则，得不偿失”。

最后，我在这里也想借祁先生的这些话，顺便奉劝农民弟兄。

如果确实需要，应当配备新品，千万不要贪图便宜，否则，就会像祁先生所说，“得不偿失”
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