专利名称：一种单相电容电动机的测试调整方法
技术领域：
本发明涉及一种单相电容电动机的测试调整方法，按照国际专利分类表，分类属 于 H02K15/00、H02K17/08 或 Η02Κ3Λ8。
背景技术：
单相电容电动机属非对称电动机，其电磁计算远比三相电动机等对称电动机复 杂，现有技术为此提出了通过实验决定其最佳电容量和匝数的测试调整方法对已有电容 电动机以对称二相电源供电运行，按照电动机在额定工作点的电压、电流和输入功率测量 值计算其最佳的各相匝数和电容量；详见参考资料1和2。然而，该方法需配置并不太 常用的对称二相电源。此外，对称电动机与单相电容电动机的运行有很大区别前者在所有 工作点均可保持对称工作状态，而后者只能在某1工作点处于对称工作状态。按该方法决 定电容量和匝数的单相电容电动机只在额定工作点具有与实验电动机相同的性能，在其它 工作点的性能则明显偏离，即在实验中不能预知，需待按该方法决定的电容量和匝数试制 的单相电容电动机样机测试后才能知道，若不符合要求需再次调整，因此延长了产品设计 周期。该情况尤其不利于需兼顾启动与运转性能的单相电容电动机的设计。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提出一种单相电容电动机的测试调整方法，可以 在决定其最佳电容量和匝数的实验中预知所有工作点的性能，以克服背景技术所述不足。本发明解决所述技术问题的技术方案是，一种单相电容电动机的测试调整方法， 电动机的额定电压为Un，副相绕组原有匝数为Na，主相绕组原有匝数为Nm ；其特征在于，该 方法包括以下步骤1)电动机去除原串联电容器后按如下连接——主相绕组输入电压；——副相绕组串联电容器C后输入与Um同相的电压Uac ；2)调整^!或/和Uac与C的数值，直至电动机的运行符合设计要求，此时Um、Ua 和C的数值记录为Um0、Uac0和C0 ；3)按下式，主相绕组的匝数调整为NmT，副相绕组的匝数调整为NaT，所串联电容器 的电容量调整为Ct :Nm1 = Nm (UN/Um0)；Na1 = Na (UN/Uac0)；Ct = C。(Uac。/UN)2。由于该测试调整中实验电动机仍按电容电动机运行，且参照变压器阻抗变换和匝 电压不变原理，按所述公式调整后的电动机以额定电压运行时可维持与实验电动机相同的 磁场形态，因而在所有工作点具有与实验电动机相同的性能。这样，测试实验电动机的性能 即可预知调整后的电动机的性能。实验和电磁计算还表明，对于既定结构单相电容电动机，可以调整^1』％和C的数值使性能以设计要求为目标达致最佳，尤其可以达到在指定工作 点对称运行，而无需使用对称二相电源进行测试调整，且避免如背景技术所述使用对称二 相电源进行测试调整的弊病。


图1是本发明第1实施例电路图；图2是本发明第2实施例电路图。
具体实施例方式本发明本发明第1实施例电路如图1所示，试验调整的电动机1为一缝纫机用4极 单相电容运转异步电动机，额定电压为220V，其主相绕组11原有匝数为1000，副相绕组12 原有匝数为1200。电动机1首先去除原串联电容器。来自电网的220V单相电源的中性线 N极与主相绕组11和副相绕组12的公共连接点相连。自耦调压器2和自耦调压器4的输 入端连接于相线A极和中性线N极，自耦调压器2的调压输出端经电参数测量仪3连接主 相绕组11的输入端，自耦调压器4的调压输出端经电参数测量仪5和可调电容箱6连接副 相绕组12的输入端。电参数测量仪3由电压表31、功率表32和电流表33组成，分别检测 输入主相绕组11的电压^k功率Rii和电流Lii并可以此计算得到或显示其功率因数Φπι。 电参数测量仪5由电压表51、功率表52和电流表53组成，分别检测输入副相绕组12和电 容箱6的电压fee、功率1 和电流Ia并可以此计算得到或显示其功率因数Φι电容箱6 由多个电容器61和换接开关62组成，旋转换接开关62即可改变电容箱6的电容量C。电动机1按以上电路连接后装机运行，观察电参数测量仪3和电参数测量仪4各 仪表的示值，同时观察电动机1的启动和运行性能，必要时把电动机1单独装往电动机测功 机，测定其启动转矩、额定转矩、效率和噪声振动，同时调整电容箱6的电容量以及自耦调 压器2的输出电压和自耦调压器4的输出电压，使所述性能以企业标准的要求为目标达致 最佳，并在额定转速点调整为ImNm=IaNa(代入前述原主、副相绕组匝数，即为IOOOLii= 12001a)；Pm = Pa，或者 Φι -Φβ = 90° ；记录此时的——电容箱6的电容量Ctl ；—电参数测量仪3所显示的电压值Um0；——电参数测量仪5所显示的电压值fee。。以上述记录，按以下公式，主相绕组11的匝数调整为NmT，副相绕组12的匝数调整 为NaT，所串联的电容器的电容量调整为Ct Nm1 = Nm (UN/Um0)(代入额定电压220V和原主相绕组匝数1000，即为NmT= 220000/Um0)；Na1 = Na (UN/Uac0)(代入额定电压220V和原副相绕组匝数1200，即为Νειτ= 264000/Uac0)；Ct = C0(Uac0/UN)2
(代入额定电压 220V，即为 Ct = C0 (Uac0/220)2)。本发明本发明第2实施例电路如图2所示，其适合较少范围性能的测试调整，与本 发明本发明第1实施例电路的差异主要在于—取消了自耦调压器2和电参数测量仪3，即主相绕组11直接由来自电网的 220V单相电源供电；—主相绕组11和副相绕组12的公共连接点分开，各串联阻值为1欧姆的电阻 71和阻值为1. 2欧姆的电阻72后接往中性线N极；——主相绕组11与电阻71的连接点和副相绕组12与电阻72的连接点分别连接 示波器70的X轴输入端子和Y轴输入端子，示波器的G极连接中性线N极，且X轴和Y轴 的增益整定为相同；也可以改为使用2个相同的电流互感器，其初级分别通过主相绕组11 和副相绕组12的电流，次级分别连接示波器的X轴、Y轴输入端子和G极，且Y轴的增益整 定为X轴的1.2倍。电动机1按以上电路连接后装机运行，观察电参数测量仪5各仪表的示值、示波器 70的显示以及电动机1的启动和运行性能，同时调整电容箱6的电容量和自耦调压器4的 输出电压，使所述性能以企业标准的要求为目标达致最佳，并且在额定转速点示波器显示 的李莎育图形为圆形，记录此时的——电容箱6的电容量C。；——电参数测量仪5所显示的电压值fee。。以上述记录，按已代入额定电压220V和原副相绕组匝数1200的以下公式，副相绕 组12的匝数调整为NaT，所串联的电容器的电容量调整为Ct Na1 = 440000/Uac0 ；Ct = C0(Uac0/220)2。实施例中的电参数测量仪可从广泛使用的青智8700或8900系列多功能仪表中选 用，也可以传统的电压、电流、功率或功率因数表组合而成，或以传感器配合计算机组成测 试系统。自耦调压器也可以改用目前已普及的电子式变频变压电源，但需注意主、副绕组二 路电源的相位保持一致。此外，试验调整的电动机也可以是1IOV等其它的额定电压以及其它种类的电容 电动机，例如电容启动或启动与运转异步电动机，以及磁阻、磁滞或永磁的电容启动或电容 运转同步电动机，后者的额定工作点为同步转速点。参考资料1区长钊，张填奕.二相电源在单相电容电动机研究和设计中的应用.家用电器科 技，1985，3 :1 42孙云鹏.单相异步电动机及其应用(合成电流分析法).北京机械工业出版社， 1987，488 49权利要求
1.一种单相电容电动机的测试调整方法，电动机的额定电压为Un，主相绕组原有匝数 为Nm，副相绕组原有匝数为Na ；其特征在于，该方法包括以下步骤1)电动机去除原串联电容器后按如下连接 ——主相绕组输入电压Um ；——副相绕组串联电容器C后输入与Um同相的电压Uac ；2)调整或/和fe与C的数值，直至电动机的运行符合设计要求，此时Um、Uac和C 的数值记录为Um0Jactl和Cci;3)按下式，主相绕组的匝数调整为NmT，副相绕组的匝数调整为NaT，所串联电容器的电 容量调整为Ct Nm1 = Nm(UN/Um0)； Na1 = Na (UN/Uac0)； Ct = C0(Uac0/UN)2°
2.按照权利要求1所述测试调整方法，其特征在于所述设计要求包括电动机在额定 工作点对称运行。
3.按照权利要求2所述测试调整方法，其特征在于，还包括 ——测量主相绕组、副相绕组的电流和功率或功率因数角； ——所述电动机在额定工作点对称运行为ImNm = IaNa ；Pm = Pa，或者 Φι -Φβ = 90° ； 式中Im——主相绕组电流； Ia——副相绕组电流； Pm——主相绕组功率； Pa——副相绕组功率； Φπι——主相绕组功率因数角； Oa——副相绕组功率因数角。
4 按照权利要求2所述测试调整方法，其特征在于，还包括——把主相绕组、副相绕组的电流安匝信号分别输入示波器的X轴输入端子和Y轴输 入端子；——所述电动机在额定工作点对称运行为示波器显示的李莎育图形为圆形。
全文摘要
一种单相电容电动机的测试调整方法，电动机的额定电压为UN，副相绕组原有匝数为Na，主相绕组原有匝数为Nm；其特征在于，该方法包括以下步骤1)电动机去除原串联电容器后按如下连接主相绕组输入电压Um；副相绕组串联电容器C后输入与Um同相的电压Uac；2)调整Um或/和Uac与C的数值，直至电动机的运行符合设计要求，此时Um、Ua和C的数值记录为Um0、Uac0和C0；3)按下式，主相绕组的匝数调整为NmT，副相绕组的匝数调整为NaT，所串联电容器的电容量调整为CTNmT＝Nm(UN/Um0)；NaT＝Na(UN/Uac0)；CT＝C0(Uac0/UN)2。该方法可以在决定其最佳的电容量和匝数的实验中预知所有工作点的性能，因而缩短产品设计周期，尤其适合需兼顾启动与运转性能的单相电容电动机的设计。
文档编号G01R31/34GK102130650SQ20111000436
公开日2011年7月20日 申请日期2011年1月7日 优先权日2011年1月7日
发明者叶露微 申请人:叶露微