專利名稱：一種單相電容電動機的測試調整方法
技術領域：
本發明涉及一種單相電容電動機的測試調整方法，按照國際專利分類表，分類屬 于 H02K15/00、H02K17/08 或 Η02Κ3Λ8。
背景技術：
單相電容電動機屬非對稱電動機，其電磁計算遠比三相電動機等對稱電動機復 雜，現有技術為此提出了通過實驗決定其最佳電容量和匝數的測試調整方法對已有電容 電動機以對稱二相電源供電運行，按照電動機在額定工作點的電壓、電流和輸入功率測量 值計算其最佳的各相匝數和電容量；詳見參考資料1和2。然而，該方法需配置并不太 常用的對稱二相電源。此外，對稱電動機與單相電容電動機的運行有很大區別前者在所有 工作點均可保持對稱工作狀態，而后者只能在某1工作點處于對稱工作狀態。按該方法決 定電容量和匝數的單相電容電動機只在額定工作點具有與實驗電動機相同的性能，在其它 工作點的性能則明顯偏離，即在實驗中不能預知，需待按該方法決定的電容量和匝數試制 的單相電容電動機樣機測試后才能知道，若不符合要求需再次調整，因此延長了產品設計 周期。該情況尤其不利于需兼顧啟動與運轉性能的單相電容電動機的設計。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是，提出一種單相電容電動機的測試調整方法，可以 在決定其最佳電容量和匝數的實驗中預知所有工作點的性能，以克服背景技術所述不足。本發明解決所述技術問題的技術方案是，一種單相電容電動機的測試調整方法， 電動機的額定電壓為Un，副相繞組原有匝數為Na，主相繞組原有匝數為Nm ；其特征在于，該 方法包括以下步驟1)電動機去除原串聯電容器后按如下連接——主相繞組輸入電壓；——副相繞組串聯電容器C后輸入與Um同相的電壓Uac ；2)調整^!或/和Uac與C的數值，直至電動機的運行符合設計要求，此時Um、Ua 和C的數值記錄為Um0、Uac0和C0 ；3)按下式，主相繞組的匝數調整為NmT，副相繞組的匝數調整為NaT，所串聯電容器 的電容量調整為Ct :Nm1 = Nm (UN/Um0)；Na1 = Na (UN/Uac0)；Ct = C。(Uac。/UN)2。由于該測試調整中實驗電動機仍按電容電動機運行，且參照變壓器阻抗變換和匝 電壓不變原理，按所述公式調整后的電動機以額定電壓運行時可維持與實驗電動機相同的 磁場形態，因而在所有工作點具有與實驗電動機相同的性能。這樣，測試實驗電動機的性能 即可預知調整后的電動機的性能。實驗和電磁計算還表明，對于既定結構單相電容電動機，可以調整^1』％和C的數值使性能以設計要求為目標達致最佳，尤其可以達到在指定工作 點對稱運行，而無需使用對稱二相電源進行測試調整，且避免如背景技術所述使用對稱二 相電源進行測試調整的弊病。
圖1是本發明第1實施例電路圖；圖2是本發明第2實施例電路圖。
具體實施例方式本發明本發明第1實施例電路如圖1所示，試驗調整的電動機1為一縫紉機用4極 單相電容運轉異步電動機，額定電壓為220V，其主相繞組11原有匝數為1000，副相繞組12 原有匝數為1200。電動機1首先去除原串聯電容器。來自電網的220V單相電源的中性線 N極與主相繞組11和副相繞組12的公共連接點相連。自耦調壓器2和自耦調壓器4的輸 入端連接于相線A極和中性線N極，自耦調壓器2的調壓輸出端經電參數測量儀3連接主 相繞組11的輸入端，自耦調壓器4的調壓輸出端經電參數測量儀5和可調電容箱6連接副 相繞組12的輸入端。電參數測量儀3由電壓表31、功率表32和電流表33組成，分別檢測 輸入主相繞組11的電壓^k功率Rii和電流Lii并可以此計算得到或顯示其功率因數Φπι。 電參數測量儀5由電壓表51、功率表52和電流表53組成，分別檢測輸入副相繞組12和電 容箱6的電壓fee、功率1 和電流Ia并可以此計算得到或顯示其功率因數Φι電容箱6 由多個電容器61和換接開關62組成，旋轉換接開關62即可改變電容箱6的電容量C。電動機1按以上電路連接后裝機運行，觀察電參數測量儀3和電參數測量儀4各 儀表的示值，同時觀察電動機1的啟動和運行性能，必要時把電動機1單獨裝往電動機測功 機，測定其啟動轉矩、額定轉矩、效率和噪聲振動，同時調整電容箱6的電容量以及自耦調 壓器2的輸出電壓和自耦調壓器4的輸出電壓，使所述性能以企業標準的要求為目標達致 最佳，并在額定轉速點調整為ImNm=IaNa(代入前述原主、副相繞組匝數，即為IOOOLii= 12001a)；Pm = Pa，或者 Φι -Φβ = 90° ；記錄此時的——電容箱6的電容量Ctl ；—電參數測量儀3所顯示的電壓值Um0；——電參數測量儀5所顯示的電壓值fee。。以上述記錄，按以下公式，主相繞組11的匝數調整為NmT，副相繞組12的匝數調整 為NaT，所串聯的電容器的電容量調整為Ct Nm1 = Nm (UN/Um0)(代入額定電壓220V和原主相繞組匝數1000，即為NmT= 220000/Um0)；Na1 = Na (UN/Uac0)(代入額定電壓220V和原副相繞組匝數1200，即為Νειτ= 264000/Uac0)；Ct = C0(Uac0/UN)2
(代入額定電壓 220V，即為 Ct = C0 (Uac0/220)2)。本發明本發明第2實施例電路如圖2所示，其適合較少范圍性能的測試調整，與本 發明本發明第1實施例電路的差異主要在于—取消了自耦調壓器2和電參數測量儀3，即主相繞組11直接由來自電網的 220V單相電源供電；—主相繞組11和副相繞組12的公共連接點分開，各串聯阻值為1歐姆的電阻 71和阻值為1. 2歐姆的電阻72后接往中性線N極；——主相繞組11與電阻71的連接點和副相繞組12與電阻72的連接點分別連接 示波器70的X軸輸入端子和Y軸輸入端子，示波器的G極連接中性線N極，且X軸和Y軸 的增益整定為相同；也可以改為使用2個相同的電流互感器，其初級分別通過主相繞組11 和副相繞組12的電流，次級分別連接示波器的X軸、Y軸輸入端子和G極，且Y軸的增益整 定為X軸的1.2倍。電動機1按以上電路連接后裝機運行，觀察電參數測量儀5各儀表的示值、示波器 70的顯示以及電動機1的啟動和運行性能，同時調整電容箱6的電容量和自耦調壓器4的 輸出電壓，使所述性能以企業標準的要求為目標達致最佳，并且在額定轉速點示波器顯示 的李莎育圖形為圓形，記錄此時的——電容箱6的電容量C。；——電參數測量儀5所顯示的電壓值fee。。以上述記錄，按已代入額定電壓220V和原副相繞組匝數1200的以下公式，副相繞 組12的匝數調整為NaT，所串聯的電容器的電容量調整為Ct Na1 = 440000/Uac0 ；Ct = C0(Uac0/220)2。實施例中的電參數測量儀可從廣泛使用的青智8700或8900系列多功能儀表中選 用，也可以傳統的電壓、電流、功率或功率因數表組合而成，或以傳感器配合計算機組成測 試系統。自耦調壓器也可以改用目前已普及的電子式變頻變壓電源，但需注意主、副繞組二 路電源的相位保持一致。此外，試驗調整的電動機也可以是1IOV等其它的額定電壓以及其它種類的電容 電動機，例如電容啟動或啟動與運轉異步電動機，以及磁阻、磁滯或永磁的電容啟動或電容 運轉同步電動機，后者的額定工作點為同步轉速點。參考資料1區長釗，張填奕.二相電源在單相電容電動機研究和設計中的應用.家用電器科 技，1985，3 :1 42孫云鵬.單相異步電動機及其應用(合成電流分析法).北京機械工業出版社， 1987，488 49權利要求
1.一種單相電容電動機的測試調整方法，電動機的額定電壓為Un，主相繞組原有匝數 為Nm，副相繞組原有匝數為Na ；其特征在于，該方法包括以下步驟1)電動機去除原串聯電容器后按如下連接 ——主相繞組輸入電壓Um ；——副相繞組串聯電容器C后輸入與Um同相的電壓Uac ；2)調整或/和fe與C的數值，直至電動機的運行符合設計要求，此時Um、Uac和C 的數值記錄為Um0Jactl和Cci;3)按下式，主相繞組的匝數調整為NmT，副相繞組的匝數調整為NaT，所串聯電容器的電 容量調整為Ct Nm1 = Nm(UN/Um0)； Na1 = Na (UN/Uac0)； Ct = C0(Uac0/UN)2°
2.按照權利要求1所述測試調整方法，其特征在于所述設計要求包括電動機在額定 工作點對稱運行。
3.按照權利要求2所述測試調整方法，其特征在于，還包括 ——測量主相繞組、副相繞組的電流和功率或功率因數角； ——所述電動機在額定工作點對稱運行為ImNm = IaNa ；Pm = Pa，或者 Φι -Φβ = 90° ； 式中Im——主相繞組電流； Ia——副相繞組電流； Pm——主相繞組功率； Pa——副相繞組功率； Φπι——主相繞組功率因數角； Oa——副相繞組功率因數角。
4 按照權利要求2所述測試調整方法，其特征在于，還包括——把主相繞組、副相繞組的電流安匝信號分別輸入示波器的X軸輸入端子和Y軸輸 入端子；——所述電動機在額定工作點對稱運行為示波器顯示的李莎育圖形為圓形。
全文摘要
一種單相電容電動機的測試調整方法，電動機的額定電壓為UN，副相繞組原有匝數為Na，主相繞組原有匝數為Nm；其特征在于，該方法包括以下步驟1)電動機去除原串聯電容器后按如下連接主相繞組輸入電壓Um；副相繞組串聯電容器C后輸入與Um同相的電壓Uac；2)調整Um或/和Uac與C的數值，直至電動機的運行符合設計要求，此時Um、Ua和C的數值記錄為Um0、Uac0和C0；3)按下式，主相繞組的匝數調整為NmT，副相繞組的匝數調整為NaT，所串聯電容器的電容量調整為CTNmT＝Nm(UN/Um0)；NaT＝Na(UN/Uac0)；CT＝C0(Uac0/UN)2。該方法可以在決定其最佳的電容量和匝數的實驗中預知所有工作點的性能，因而縮短產品設計周期，尤其適合需兼顧啟動與運轉性能的單相電容電動機的設計。
文檔編號G01R31/34GK102130650SQ20111000436
公開日2011年7月20日 申請日期2011年1月7日 優先權日2011年1月7日
發明者葉露微 申請人:葉露微