起動電容為什麼不能代替運轉電容?

2021-02-13 電氣補課班

根據題目提問的，經分析後應該是指單相雙值電容電動機的兩個電容。這兩個電容其中一個負責啟動，另一個負責運行，職責明確。此單相異步電動機啟動轉矩大、力能指標高、轉速變化不大、運行時噪聲低。

單相電動機為什麼要用電容呢？

這得從交流電機的工作原理說起。因為交流電機旋轉必須得有一個旋轉磁場，而用的是單相電機，其只有兩相繞組，採用的電源也是單相電，通單相電時，雖然磁場是旋轉的，但是沒有啟動力矩，故通電後電機轉不起來，此時需要外力來啟動轉子，於是想到了電容器的工作特性，將原來的交流電改變一個相位差，把電容器接到電機的啟動繞組，來產生啟動力矩，達到電機轉動目的。故，把此電容器稱之為啟動電容。因此，只要電容器正常，那麼就能夠使電動機的主繞組電流與副繞組電流之間相差90°相位差，並且在氣隙中形成旋轉磁場，轉子才能獲得啟動力矩。

對於題目說的單相雙值電容電動機，在電機的副繞組中串聯著相互並聯的啟動電容器和運行電容器。當電機開始通電時，並聯的啟動和運行電容器一起工作，使電動機獲得較高的啟動轉矩，而且啟動時間短。當電機的轉速達到同步轉速的75%時，這時電機軸上的離心開關就切斷啟動電容器與副繞組的連接，而運行電容器則繼續與電機的副繞組串接且與電機的主繞組一起參與工作。
上圖是單相雙值電容電動機的原理圖，其中C1是運行電容器，C2是啟動電容器，K是離心開關。這兩個電容器的選用，先確定運行電容器的電容容量值，再確定啟動電容器的電容容量值。其雙值電容運行電容器的電容容量公式；C1=1200×I/U×cosφ，雙值電容起動電容容量公式 ：C2=（2～3）×C1。

從上述公式及電容並聯可知，假如用啟動電容代替運行電容器，此時相當於兩個啟動電容器，2C2肯定是大於C1＋C2的，也就相當於電機啟動時啟動電容器電容量在原有基礎上增加了。雖然這時提高了電機的啟動轉矩，但是電機會以更大的比率來增大啟動電流，從而燒壞電機。

電機燒壞的原因；從理論上來講，電機的啟動電容量增加一倍，而啟動轉矩只能增加一半，可是增加了兩倍的啟動電流。當電機的啟動電容量增加兩倍時，其啟動轉矩可增加接近到兩倍，但是電機的效率會降為原來的一半。因此，電機是驅動不了原來的負載，於是電機處於過負載狀態，一旦時間拖長，電機的線圈繞組定燒毀。


綜上所述，題目說的啟動電容替代運行電容，在單相雙值電容電動機中不可取，這樣會使電動機燒壞。簡單的說，就是電機在啟動的時候，啟動電容與運行電容是一起工作的，只有當電機的轉速達到同步轉速的75%時，這時才通過電機軸上的離心開關來切斷啟動電容器與副繞組的連接，隨後就是運行電容在工作了。因此，電機啟動過程在原有的基礎上增加電容量極有可能就燒壞電機。

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