单相双值异步电动机的工作原理与检修 (单相双值异步电动机绕组接线图)
编辑:rootadmin
单相双值异步电动机集单相电容启动电动机和电容运转电动机的优点，具有运转平稳、启动转矩大、功率因数高带载能力强等优点，常用于拖动较大的民用机械，如小型粉碎机、民用铡草机玉米脱粒机等设备，下面谈谈其工作原理与常见故障检修。一、组成简述单相双值异步电动机电器部分由定子铁芯、鼠笼型转子主绕组线圈、副绕组线圈、运转电容、启动电容、离心开关、接线板组成。电机主、副绕组线圈相差嵌放在定子铁芯槽内。电机内部主绕组、副绕组及离心开关在机壳外接线板上的接法如图1所示。
由于单相双值电动机副绕组串联有运转电容，交流电通过该电容后会产生较大的相位差相差°的电流在通过空间相差的两相绕组时，产生合成的旋转磁场，鼠笼型转子在旋转磁场下产生电磁转矩而旋转，使电动机启动运转。图中电容C1是为增加启动转矩设置的启动电容，C2是参与运行的运转电容。二、工作原理1.电机的启动在未通电源时，离心开关是闭合的，启动电容C1和离心开关K串联后与运转电容C2并联，然后和副绕组线圈申联，如图2所示。接通电源后，电机启动，当电机转速达到额定转速的%时，离心开关在离心力的作用下，胶木架后移(离心开关总成装在转子轴前端)，离心开关弹片弹开，动、静触点分离，启动电容C1脱离了副绕组，电机启动完毕而运转，运转电容C2仍然串联在副绕组线圈上参与运行。提示:因C2在启动瞬间参与启动，随后又参与运转，因此常将其称作运转电容。该电容应选用无极性电容，型号是CBBV，不能换用CD型电容。2.正反转的控制原理正转时，接线板上接线如图3所示，电流方向见图2，流程如下:第一路:电源相线->接线柱W2->副绕组线圈->接线柱W1->运转电容C2->接线柱V1->连接铜片->接线柱U1->电源零线构成回路。第一路并联支路，电源相线->接线柱W1->启动电容C1->接线柱V2->离心开关K->接线柱V1->连接铜片->接线柱U1->电源零线构成回路。第二路:电源相线->接线柱W2->连接铜片->接线柱U2主绕组线圈->接线柱U1->电源零线构成回路。反转时，接线板接线如图4所示，电流方向如图5所示，流程如下:第一路:电源相线->接线柱W2->副绕组线圈->接线柱W1->运转电容C2->接线柱V1->连接铜片->接线柱U2->电源零线构成回路。第一路并联支路，电源相线->接线柱W1->启动电容C1->接线柱V2->离心开关K->接线柱V1->连接铜片->接线柱U2->电源零线构成回路。第二路:电源相线->接线柱W2->连接铜片->接线柱U1->主绕组线圈->接线柱U2->电源零线构成回路。正反转控制实质上就是改变主绕组或副绕组线圈的头、尾接法(线圈头尾接法的改变，线圈绕组的电流的方向随着改变，则电机运转方向改变)。正转时，接线柱W2、U2接电源相线，U1V1接电源零线，见图3。反转时，接线柱W2.U1接电源相线，U2、V1接电源零线，见图4。三、常见故障检修实修时，先观察接线板的连线，以便测量。一般厂家将主绕组引出线接在接线柱U1、U2上，副绕组引出线接在W1、W2上(有的标W1Z1、W2Z2接副绕组)，离心开关K引出线接V1，V2。机外启动电容C1接W1、V2，运转电容C2接W1、V1，参见图1。接下来，拆下接线板上的电源线及作为倒顺转换用的连接铜片(如果接的是倒顺开关，可将倒顺开关拨到空挡)，卸下启动电容和运转电容。先用万用表RX1挡测接线板上接线柱U1、U2之间的阻值，经验值为0.8Ω~1.5Ω;W2、W1之间的阻值一-般为2.1Ω~4.2Ω，即副绕组阻值一般是主绕组阻值的2.2至2.8倍(R副≈2.2~2.8R主)。上述值系笔者用MF-型表测量数十台1.5kW~3kW电机记录的数据总结，供参考。接下来短接接线柱W2、U2，测量接线柱W1、U1之间的阻值，正常时应等于主、副绕组阻值之和。否则，说明主、副绕组线圈有匝间短路或相间短路现象，这时电机会出现不启动、转速低、冒烟等现象，短路严重的还会烧保险或保险开关跳闸等现象。测离心开关引出线接线柱V2、V1间的阻值，正常时应为0Ω。如果为无限大，则表明离心开关触点开路或引线脱焊;若阻值大于0Ω，则表明其触点接触*。拆下的启动电容C1，用指针万用表Rx挡(或数字电容表)测量其充放电能力，正常时，万用表指针会大幅摆至零位，然后慢慢回到数百千欧姆处。对于运转电容C2，用指针万用表RX1k挡测量，摆幅越大越好。若C1或C2短路、断路、容量减少，会导致电机不启动、转速低、功率不足，或电机发热、冒烟等。用摇表测量电机主、副绕组线圈与机壳间的电阻，正常值应大于5MΩ，如果阻值较小，说明该机漏电，会出现漏电开关跳闸或烧保险。用摇表一根表线接主绕组引出接线柱U1或U2，另一根表线接副绕组引出线接线柱W1或W2，主、副绕组间绝缘电阻应大于5MΩ，否则，电机转速低不启动，或机内冒烟。四、故障检修实例例1:一台YDLL-2型(2.2kW，石家庄特种电机生产)电机，拖动小型草机，接通电源后电机嗡嗡响，且不转动。故障原因分析:首先用手拨动电机输出轴，转动灵活，排除机械故障。卸下接线柱W1，上的启动电容C1和运转电容C2的两个线头，放电后，分别用万用表RX、RX1k挡检查C1、C2，均正常。用RX1挡测接线柱V1、V2之间的阻值，为无穷大，这说明离心开关开路或副绕组断路。拆开电机，发现离心开关引出.线脱焊，重新*好后装机，运转正常。提示:测试电容时要先对电容放电，否则电容内储存的电荷易损坏万用表。例2:一台YIL-2型电机(3kW，郑州振兴电机厂生产)，拖动玉米脱粒机，进料多时运转无力。故障原因分析:该现象表明电机带载能力差，常见原因是副绕组未参与运行，只有主绕组工作。该机启动、运转正常，轻负荷也能工作，这说明离心开关、副绕组、启动电容都是好的，故障原因是运转电容损坏或容量减小，副绕组未参与运行，或者副绕组通过的电流很小，因此电机没力。该机配套安装的启动电容容量是pF，运转电容容量是uF。用数字万用表测得运转电容容量只有3uF，用指针万用表测得其充放电能力较差。换上一只uF/V电容后，故障机修到这里，终于修好值得探讨。。提示:运转电容和启动电容不能互换。运转电容选用VCBB型，启动电容选用VCD型。例3:一台YL-.5HP(哈尔滨市文登汇通机械厂生产)电机，配套粉碎机。电机转速很低，空转也发热，一会儿就冒烟。分检检修:拆下接线柱上的连接铜片及启动电容C1、运转电容C2，测得接线柱U1.U2所接主绕组的阻值为0.8Ω，接线柱W1、W2所接副绕组阻值为1.4Ω。连接W2、U2，测得U1、W1接线柱之间的阻值(主、副绕组线圈阻值之和)为2Ω(笔者资料记录的正常值是主绕组为0.9Ω，副绕组为2.9Ω)，显然该机的主、副绕组匝间及绕组之间有短路现象。用摇表测得U1、W2间阻值(主、副绕组间绝缘电阻)接近0MΩ，这说明主、副绕组间已击穿。更换定子主、副绕组线圈后试机，故障机修到这里，终于修好值得探讨。。例4:一台YLL-2电机(3kW，郑州振兴电机厂生产)，拖动铡草机，在铡草过程中电机声音变大，且沉闷，一会儿电机就冒烟。故障原因分析:实地检查后发现，加人该铡草机的饲料草较湿，且有多少不均现象，造成电机有时运行正常，有时超负荷运行。电机不正常运转导致其频繁启动，因电流过大已烧蚀离心开关触点，导致触点粘连，启动电容串入副绕组线圈运行，所以运行电流大，电机噪音大，电机冒烟，若不及时断电，会烧毁副绕组。更换离心开关后试机，故障机修到这里，终于修好值得探讨。。例5:一台YLL-.5HP型电机(郑州市神龙泵业生产)，配套草料粉碎机，电机开始运转正常，随后电机运转声音变大，一会儿后电机发热高烧，冒烟。故障原因分析:电机声音大、高烧或冒烟原因有:1.轴承损坏导致转子与定子扫膛摩擦发热，时间稍长，电机发热或冒烟;2.电机定子主绕组或副绕组匝间短路;3.由于某种原因导致离心开关没分离，启动电容参与运行，电流大，电机运转无力，声音大，一会儿后电机高烧或冒烟。本故障应属于最后一种。在接线板上侧主、副绕组阻值分别为0.9Ω和2.3Ω，均正常;离心关阻值为0Ω，也正常。检查电容C1、C2无异常。测得主、副绕组对机壳的绝缘电阻为9MΩ，正常。怀疑离心开关有问题。拆机检查，发现定子线圈变成淡*，用手捏线圈有松散现象，用手活动离心开关弹片，触点不能分离。电机发热高烧，定子线圈变成淡电影，绝缘层老化并且有松散现象，因没有烧焦，还能用，但为防止其过早损坏，还是对定子线圈进行淋漆处理，并烤千定子线圈，最后更换离心开关后，该机修复。还有一台电机的故障表现为与本例相同。该机是经别人维修过且换过离心开关的电机。经查该机的故障原因如下:离心开关总成在转子轴上径向滑动，当电机运转时，离心开关总成甩不开甩铁，则胶木架不能后移，离心开关弹片不能弹开，触点不能分离，导致启动电容串人副绕组并参与运行，所以电机电流大，噪音大，发热严重，若不即时停机，会烧坏定子线圈。故障维修是用扁铲在转子轴上冲点以固定离心开关总成。例6:一台YL-2电机(2.2kW，上海颐顿泽国分公司生产)接通电源后电机转速很低(肉眼可清楚地看见输出轴的转动情况)，电机高烧冒烟，一会儿烧保险。故障原因分析:从故障表现为分析，该机的主绕组或副绕组有匝间短路现象，或主副绕组间有击穿现象。测得接线板，上U1U2端点间阻值为0.5Ω，W1、W2端点间阻值为1.1Ω;短接W2、U2端点后，测得U1、W1间的主、副绕组阻值之和是1.3Ω，这说明主、副绕组严重短路。拆机发现线圈已烧黑，换上新线圈后故障机修到这里，终于修好值得探讨。。例7:一台YLL-2电机(3kW，上海贝科生产)，配套杏核脱皮机，接通电源电机转动很慢，每分钟只转几转。故障原因分析:试机发现，取下传动带，电机能启动，运转也正常，运转约分钟机内也没有焦味，但不能带负荷工作。从故障表现为看，定子线圈应该没有问题，估计启动电容损坏或离心开关接触*。用指针万用表测得接线板上V1、V2触点间(连接离心开关)的阻值为0Ω。测得启动电容C1与运转电容C2的充放电也正常，再测U1、U2与W1、W2端子间的阻值(即主、副绕组阻值)，均正常。拆机观察:定子线圈光亮如新，离心开关触点也无异常。重新装机试机，故障依旧。换用电容表测得启动电容容量为uF，远小于标称值uF，换为新电容后试机，故障机修到这里，终于修好值得探讨。。该机配装uF启动电容，uF运转电容，启动电容与运转电容并联后的总容量是uF，拖动轻负载机械(如木工刨床)能启动，但杏核脱皮机内杂污较多，运行阻力较大，所以拖动时电机显得很吃力。另外，用指针万用表电阻挡测量原启动电容，表针能大幅摆动且能返回到无穷大外，于是误以为该启动电容无问题。由此可见，对于电容的判断仅看充放电现象是不准确的，建议用数字万用表测量，或用替换法检查。
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由于单相双值电动机副绕组串联有运转电容，交流电通过该电容后会产生较大的相位差相差°的电流在通过空间相差的两相绕组时，产生合成的旋转磁场，鼠笼型转子在旋转磁场下产生电磁转矩而旋转，使电动机启动运转。图中电容C1是为增加启动转矩设置的启动电容，C2是参与运行的运转电容。二、工作原理1.电机的启动在未通电源时，离心开关是闭合的，启动电容C1和离心开关K串联后与运转电容C2并联，然后和副绕组线圈申联，如图2所示。接通电源后，电机启动，当电机转速达到额定转速的%时，离心开关在离心力的作用下，胶木架后移(离心开关总成装在转子轴前端)，离心开关弹片弹开，动、静触点分离，启动电容C1脱离了副绕组，电机启动完毕而运转，运转电容C2仍然串联在副绕组线圈上参与运行。提示:因C2在启动瞬间参与启动，随后又参与运转，因此常将其称作运转电容。该电容应选用无极性电容，型号是CBBV，不能换用CD型电容。2.正反转的控制原理正转时，接线板上接线如图3所示，电流方向见图2，流程如下:第一路:电源相线->接线柱W2->副绕组线圈->接线柱W1->运转电容C2->接线柱V1->连接铜片->接线柱U1->电源零线构成回路。第一路并联支路，电源相线->接线柱W1->启动电容C1->接线柱V2->离心开关K->接线柱V1->连接铜片->接线柱U1->电源零线构成回路。第二路:电源相线->接线柱W2->连接铜片->接线柱U2主绕组线圈->接线柱U1->电源零线构成回路。反转时，接线板接线如图4所示，电流方向如图5所示，流程如下:第一路:电源相线->接线柱W2->副绕组线圈->接线柱W1->运转电容C2->接线柱V1->连接铜片->接线柱U2->电源零线构成回路。第一路并联支路，电源相线->接线柱W1->启动电容C1->接线柱V2->离心开关K->接线柱V1->连接铜片->接线柱U2->电源零线构成回路。第二路:电源相线->接线柱W2->连接铜片->接线柱U1->主绕组线圈->接线柱U2->电源零线构成回路。正反转控制实质上就是改变主绕组或副绕组线圈的头、尾接法(线圈头尾接法的改变，线圈绕组的电流的方向随着改变，则电机运转方向改变)。正转时，接线柱W2、U2接电源相线，U1V1接电源零线，见图3。反转时，接线柱W2.U1接电源相线，U2、V1接电源零线，见图4。三、常见故障检修实修时，先观察接线板的连线，以便测量。一般厂家将主绕组引出线接在接线柱U1、U2上，副绕组引出线接在W1、W2上(有的标W1Z1、W2Z2接副绕组)，离心开关K引出线接V1，V2。机外启动电容C1接W1、V2，运转电容C2接W1、V1，参见图1。接下来，拆下接线板上的电源线及作为倒顺转换用的连接铜片(如果接的是倒顺开关，可将倒顺开关拨到空挡)，卸下启动电容和运转电容。先用万用表RX1挡测接线板上接线柱U1、U2之间的阻值，经验值为0.8Ω~1.5Ω;W2、W1之间的阻值一-般为2.1Ω~4.2Ω，即副绕组阻值一般是主绕组阻值的2.2至2.8倍(R副≈2.2~2.8R主)。上述值系笔者用MF-型表测量数十台1.5kW~3kW电机记录的数据总结，供参考。接下来短接接线柱W2、U2，测量接线柱W1、U1之间的阻值，正常时应等于主、副绕组阻值之和。否则，说明主、副绕组线圈有匝间短路或相间短路现象，这时电机会出现不启动、转速低、冒烟等现象，短路严重的还会烧保险或保险开关跳闸等现象。测离心开关引出线接线柱V2、V1间的阻值，正常时应为0Ω。如果为无限大，则表明离心开关触点开路或引线脱焊;若阻值大于0Ω，则表明其触点接触*。拆下的启动电容C1，用指针万用表Rx挡(或数字电容表)测量其充放电能力，正常时，万用表指针会大幅摆至零位，然后慢慢回到数百千欧姆处。对于运转电容C2，用指针万用表RX1k挡测量，摆幅越大越好。若C1或C2短路、断路、容量减少，会导致电机不启动、转速低、功率不足，或电机发热、冒烟等。用摇表测量电机主、副绕组线圈与机壳间的电阻，正常值应大于5MΩ，如果阻值较小，说明该机漏电，会出现漏电开关跳闸或烧保险。用摇表一根表线接主绕组引出接线柱U1或U2，另一根表线接副绕组引出线接线柱W1或W2，主、副绕组间绝缘电阻应大于5MΩ，否则，电机转速低不启动，或机内冒烟。四、故障检修实例例1:一台YDLL-2型(2.2kW，石家庄特种电机生产)电机，拖动小型草机，接通电源后电机嗡嗡响，且不转动。故障原因分析:首先用手拨动电机输出轴，转动灵活，排除机械故障。卸下接线柱W1，上的启动电容C1和运转电容C2的两个线头，放电后，分别用万用表RX、RX1k挡检查C1、C2，均正常。用RX1挡测接线柱V1、V2之间的阻值，为无穷大，这说明离心开关开路或副绕组断路。拆开电机，发现离心开关引出.线脱焊，重新*好后装机，运转正常。提示:测试电容时要先对电容放电，否则电容内储存的电荷易损坏万用表。例2:一台YIL-2型电机(3kW，郑州振兴电机厂生产)，拖动玉米脱粒机，进料多时运转无力。故障原因分析:该现象表明电机带载能力差，常见原因是副绕组未参与运行，只有主绕组工作。该机启动、运转正常，轻负荷也能工作，这说明离心开关、副绕组、启动电容都是好的，故障原因是运转电容损坏或容量减小，副绕组未参与运行，或者副绕组通过的电流很小，因此电机没力。该机配套安装的启动电容容量是pF，运转电容容量是uF。用数字万用表测得运转电容容量只有3uF，用指针万用表测得其充放电能力较差。换上一只uF/V电容后，故障机修到这里，终于修好值得探讨。。提示:运转电容和启动电容不能互换。运转电容选用VCBB型，启动电容选用VCD型。例3:一台YL-.5HP(哈尔滨市文登汇通机械厂生产)电机，配套粉碎机。电机转速很低，空转也发热，一会儿就冒烟。分检检修:拆下接线柱上的连接铜片及启动电容C1、运转电容C2，测得接线柱U1.U2所接主绕组的阻值为0.8Ω，接线柱W1、W2所接副绕组阻值为1.4Ω。连接W2、U2，测得U1、W1接线柱之间的阻值(主、副绕组线圈阻值之和)为2Ω(笔者资料记录的正常值是主绕组为0.9Ω，副绕组为2.9Ω)，显然该机的主、副绕组匝间及绕组之间有短路现象。用摇表测得U1、W2间阻值(主、副绕组间绝缘电阻)接近0MΩ，这说明主、副绕组间已击穿。更换定子主、副绕组线圈后试机，故障机修到这里，终于修好值得探讨。。例4:一台YLL-2电机(3kW，郑州振兴电机厂生产)，拖动铡草机，在铡草过程中电机声音变大，且沉闷，一会儿电机就冒烟。故障原因分析:实地检查后发现，加人该铡草机的饲料草较湿，且有多少不均现象，造成电机有时运行正常，有时超负荷运行。电机不正常运转导致其频繁启动，因电流过大已烧蚀离心开关触点，导致触点粘连，启动电容串入副绕组线圈运行，所以运行电流大，电机噪音大，电机冒烟，若不及时断电，会烧毁副绕组。更换离心开关后试机，故障机修到这里，终于修好值得探讨。。例5:一台YLL-.5HP型电机(郑州市神龙泵业生产)，配套草料粉碎机，电机开始运转正常，随后电机运转声音变大，一会儿后电机发热高烧，冒烟。故障原因分析:电机声音大、高烧或冒烟原因有:1.轴承损坏导致转子与定子扫膛摩擦发热，时间稍长，电机发热或冒烟;2.电机定子主绕组或副绕组匝间短路;3.由于某种原因导致离心开关没分离，启动电容参与运行，电流大，电机运转无力，声音大，一会儿后电机高烧或冒烟。本故障应属于最后一种。在接线板上侧主、副绕组阻值分别为0.9Ω和2.3Ω，均正常;离心关阻值为0Ω，也正常。检查电容C1、C2无异常。测得主、副绕组对机壳的绝缘电阻为9MΩ，正常。怀疑离心开关有问题。拆机检查，发现定子线圈变成淡*，用手捏线圈有松散现象，用手活动离心开关弹片，触点不能分离。电机发热高烧，定子线圈变成淡电影，绝缘层老化并且有松散现象，因没有烧焦，还能用，但为防止其过早损坏，还是对定子线圈进行淋漆处理，并烤千定子线圈，最后更换离心开关后，该机修复。还有一台电机的故障表现为与本例相同。该机是经别人维修过且换过离心开关的电机。经查该机的故障原因如下:离心开关总成在转子轴上径向滑动，当电机运转时，离心开关总成甩不开甩铁，则胶木架不能后移，离心开关弹片不能弹开，触点不能分离，导致启动电容串人副绕组并参与运行，所以电机电流大，噪音大，发热严重，若不即时停机，会烧坏定子线圈。故障维修是用扁铲在转子轴上冲点以固定离心开关总成。例6:一台YL-2电机(2.2kW，上海颐顿泽国分公司生产)接通电源后电机转速很低(肉眼可清楚地看见输出轴的转动情况)，电机高烧冒烟，一会儿烧保险。故障原因分析:从故障表现为分析，该机的主绕组或副绕组有匝间短路现象，或主副绕组间有击穿现象。测得接线板，上U1U2端点间阻值为0.5Ω，W1、W2端点间阻值为1.1Ω;短接W2、U2端点后，测得U1、W1间的主、副绕组阻值之和是1.3Ω，这说明主、副绕组严重短路。拆机发现线圈已烧黑，换上新线圈后故障机修到这里，终于修好值得探讨。。例7:一台YLL-2电机(3kW，上海贝科生产)，配套杏核脱皮机，接通电源电机转动很慢，每分钟只转几转。故障原因分析:试机发现，取下传动带，电机能启动，运转也正常，运转约分钟机内也没有焦味，但不能带负荷工作。从故障表现为看，定子线圈应该没有问题，估计启动电容损坏或离心开关接触*。用指针万用表测得接线板上V1、V2触点间(连接离心开关)的阻值为0Ω。测得启动电容C1与运转电容C2的充放电也正常，再测U1、U2与W1、W2端子间的阻值(即主、副绕组阻值)，均正常。拆机观察:定子线圈光亮如新，离心开关触点也无异常。重新装机试机，故障依旧。换用电容表测得启动电容容量为uF，远小于标称值uF，换为新电容后试机，故障机修到这里，终于修好值得探讨。。该机配装uF启动电容，uF运转电容，启动电容与运转电容并联后的总容量是uF，拖动轻负载机械(如木工刨床)能启动，但杏核脱皮机内杂污较多，运行阻力较大，所以拖动时电机显得很吃力。另外，用指针万用表电阻挡测量原启动电容，表针能大幅摆动且能返回到无穷大外，于是误以为该启动电容无问题。由此可见，对于电容的判断仅看充放电现象是不准确的，建议用数字万用表测量，或用替换法检查。 
