單相電源

0引言

單相電源電機的原理是利用兩個互差值在90°的繞組所產(chǎn)生的磁通軸線，在兩個空間中的互差值也為90°，之后通過不同的相位電流產(chǎn)生二相旋轉磁場，從而促使電動機發(fā)動。在我國現(xiàn)階段，為了能夠保證城鄉(xiāng)每家每戶都能夠用到電，因此就有必要讓只有單相電源應用三相電機，靈活用電。三相電機具有穩(wěn)定性好、造價低以及效率高等特點。因此，將只有單相電源應用上三相電機，就成為了解決城鄉(xiāng)用戶用電難的主要手段。

1三相電機轉換器的基本原理與特性

三相電機在運轉的時候，能夠產(chǎn)生圓形的磁場，正是因為這種圓形的磁場，其所散發(fā)的運轉力矩是十分平均的。如何將三相電機應用在單相電源上，首先是需要進行轉換，也就是改變電源的相數(shù)，也就是需要相數(shù)轉換器。通過該種方式，能夠達到增加少量裂相原件，改變電機的界限，最終使得三相電機達到改變，從而滿足廣大用戶對于電源的基本需求。只有了解了三相電機轉換器的基本原理以及特性，才能夠進一步的了解單相電源如何應用三相電機。

1.1電容器型

在上文了解到，單相電源要應用三相電機，主要就是進行相數(shù)轉換。而相數(shù)轉換器也分好幾種。電容器型的相數(shù)轉換器是屬于靜止型的轉換器，該種轉換器主要是建立人造相電壓。人造相電壓能夠使得引入的線電壓達到位移的效果，一般能夠位移90°。當不同相位的電壓在電機線圈上時，就會形成磁場，其所形成的磁場與電源線在縮相鄰的線圈上就會產(chǎn)生一種相互的作用，最終促使電機啟動，詳見圖1。該種電容器型相數(shù)轉換器有兩個電容，一個電容是為了能夠避免電機過熱的電容，也就是當工作電容達到了3~6倍時，就會自動切轉，轉而使用充油型的電容繼續(xù)運作。

圖1 電容器型相數(shù)轉換器原理

1.2旋轉型

旋轉型的相數(shù)轉換器是通過單相電源進行供電而產(chǎn)生的一種電機，該種電機能夠滿足電機、電阻以及整流器等負荷的需求。該種轉換器在輸出時，是一種能夠進行測量的正弦波。該種相數(shù)轉換器本身就具有一種對稱的三相定子繞組與改型的鼠籠式轉子，當轉換器通電之后，就會給其中一個繞組單相電壓，這就產(chǎn)生一種正弦波與電壓的內磁場。且當轉子進行旋轉的時候，通過感應，就能夠獲得與實用電源一樣的電源。旋轉型相數(shù)轉換器的基本特性是三根相線中有兩根是子系統(tǒng)的電源，其輸出特性是和系統(tǒng)電源的人造相電壓的基本變化特點相互適應的。旋轉型相數(shù)轉換器在安裝上比較簡單，一般采用熔絲就可以了，可手動、自動以及遠程操控。其原理見圖2。

圖2 旋轉型相數(shù)轉換器原理

2應用三相電機的常用方法

在上文了解到了相數(shù)轉換器的基本原理，那么單相電源應用三相電機的基本方法有以下幾種。

2.1并入

該種應用方法是最簡單的一種并入電容裂相的方法，該種方法原理不需要改變任何的結構以及繞組參數(shù)，就能夠在單相電源上進行運作。假設三相電機是Y形界限，那么即可將擁有適當容量的電容器接在V1W1，的接線端上，隨后將交流電源可接在U1W1上。由加上三相電機是△形界限，該種并入電容裂相的方式也可不改變電動機的接線?？蓪㈦娙萜髋c電動機的引出線的接線端進行并聯(lián)。之后可將單相交流電源的電源線與還未與電容器進行交接的接線端相接。△形接線的另一條電源線則能夠與任意兩線段進行相接。無論是Y形接線還是△形接線方式，該種并入電容裂相的方式都只適合容量較小的三相微驅電動機，不適合容量較大的電動機。其原理詳見圖3。

圖3：并入電容裂相原理

2.2拉開式電容裂相

在前文了解到了并入電容裂相的兩種接線方式，分別是△形接線與Y形接線。那么拉開式也有兩種，一種是拉開Y形裂相，另一種是拉開△裂相。⑴當電動機是Y形接線時，那么就可將三相電動機其中的任意的二繞組，就比如U與W進行串聯(lián)，將其稱為一個主繞組。有了主繞組，就有副繞組，將另外的相繞組進行串聯(lián)，并配以適當?shù)碾娙?，將其并?lián)在單相電源上。假設C2電容較為合適，那么就能夠促使進行并聯(lián)的支路電流之間的互差值達到90°，從而達到最佳的運行效果。⑵當電動機是△形接線時，其也是分為主繞組與副繞組，但是由于是△形接線的關系，繞組W1W2、V1V2與繞組的U1U2會形成自耦變壓器，自耦變壓器會有一種升壓的情況，這就會導致電容器C2最終承受的電壓比單相電源的電壓要高，會達到電壓值的3倍有余。詳細原理可見圖4。

圖4：拉開電容裂相原理

2.3電容電感移向接法

在上文介紹了兩種接法的拉開與并入的電容裂相方法，電容電感移向接法是以△形接線為基礎。該種方式是在△形的三個端點以并聯(lián)的方式進行連接，連接一個電感器以及電容器，最后通過并聯(lián)的方式將電感器與電容器進行并聯(lián)，并在電容器上連接一個啟動電容器，完成連接，詳細原理見圖5。其中電感器是L，電容器是CZ，啟動電容器是Csr。

圖5：電容電感移向接法原理

3單相電源在應用三相電機的注意事項

在上文已經(jīng)了解到了單相電源應用三相電機的基本途徑與做法，那么三相電機在單相運行的時候，需要注意的事項主要有以下三點。

（1）將三相電機接到單相電源中進行運行時，就必須要考慮到以下幾個方面。分別是對原電動機的額定電壓、電流、功率、轉速以及頻率進行有一個整體的了解與掌握。且在進行改接的時候，還應當對進行改接后，三相電機定子繞組所能夠承受的電壓大小的數(shù)值進行分析。只有當單相電源電壓相符合時，才能夠改接，如不符合，就需要改善。

（2）單相電機在普通應用時，其電機輸出機械功率不會受到改變，但是在單相電源中進行應用的時候，則會出現(xiàn)降低的情況。因此在改接的以后，就必須要考慮到點擊的負載大小以及輸出功率的變化情況，從而進行合理的控制。

（3）三相電機在接到單相電源運行后，其所能夠承載的負載會發(fā)生一定的變化。要想保證三相電機始終都是正常的狀態(tài)，那么可就要對電機工作的電容進行了解。當三相電機運行后，電機的電容會跟著負載變化形成一個正比的關系。當電容隨著負載的加重則會增加，隨著負載的下降而減少。只有掌握到了電容的隨時變化情況，才能夠對三相電機的運行狀況進行合理的掌控。

4結語

綜上所述，為了解決我國一些城鄉(xiāng)地區(qū)的用電困難，將三相電機應用在單相電源中，能夠大大的解決城鄉(xiāng)用電緊張的問題。文章主要是通過三個方面，對單相電源應用在三相電機的途徑、方法以及注意事項做出分析，對更有效利用電力資源進行了探討。

且日后，我國三相電機應用在單相電源的市場也會慢慢變大，這是映證我國走持續(xù)發(fā)展道路以及節(jié)能降耗要求與方向。三相電機能夠在單相電源的應用過程中，最大程度的提升電機的運行狀況以及運行效率，改善用電的靈活性，最終達到電力應用的最大化。

來源：暖通空調在線論壇

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