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900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90°的电流在通过空间相差90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80%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CBB 450V,不能换用CD60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,U1 V1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-47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,则表明其触点接触不良。
拆下的启动电容C1,用指针万用表Rx100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YDL90L-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。分析检修: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RX100、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,重新焊接好后装机,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YI90L-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。分析检修: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250pF,运转电容容量是40uF。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40uF/450V电容后,故障排除。
提示:运转电容和启动电容不能互换。运转电容选用450VCBB60型,启动电容选用250VCD60型。
例3:一台Y100L-2 4.5HP(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,故障排除。
例4:一台YL90L-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。分析检修: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,故障排除。
例5:一台YL100L-2 4.5HP 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。分析检修: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黄色,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,定子线圈变成淡黄色,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现象与本例相同。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。处理方法是用扁铲在转子轴上冲点以固定离心开关总成。
例6:一台Y90L-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。分析检修:从故障现象分析,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,换上新线圈后故障排除。
例7:一台YL90L-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。分析检修:试机发现,取下传动带,电机能启动,运转也正常,运转约10分钟机内也没有焦味,但不能带负荷工作。从故障现象看,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不良。
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160uF,远小于标称值300uF,换为新电容后试机,故障排除。
该机配装300uF启动电容,40uF运转电容,启动电容与运转电容并联后的总容量是200uF ,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。
网友评论