(五)單相感應電動機

電冰箱、空調器、除濕器和小型

以單相交流電源供電的電動機稱為單相感應電動機。電冰箱、空調器、除濕器和小型冷藏陳列櫃櫥等,它們的壓縮機和送風機,大多采用單相感應電動機。至於單相同步電動機,主要用於上述製冷設備中的除霜定時器。單相感應電動機簡稱單相電動機,其結構和三相異步電動機基本相似。單相同步電動機特殊之處是轉子為磁性體,當定子繞組通入交流電流產生旋轉磁場後,轉子磁性體就與旋轉磁場同速度回轉,因此叫同步電動機。

1.工作原理和類型

單相電動機的結構與三相鼠籠式感應電動機相類似,轉子也是鼠籠式,不過定子繞組隻有一相(或兩相),當定子繞組接通單相交流電源時,在定子中就產生一個交變的脈動磁場。這個脈動磁場在空間位置上並不移動,隻是磁場的強弱和方向隨時間作周期性的變化,因此對轉子不能產生起動轉矩使其起動假如以某種適當的辦法使轉子向任意方向轉動一下,則該方向轉矩必將大於反方向轉矩,使轉子在該方向上加速,直至起動旋轉起來。所以單相電動機轉動的關鍵在於產生一個起動轉矩,不同類型的單相電動機有不同產生起動轉矩的方法。

單相電動機在定子上設有兩套繞組,即運行繞組(主繞組)和起動繞組(副繞組)。由於兩個繞組在線徑、匝數和分布上不同,當輸入單相交流電時,就在兩個繞組上產生不同相位差的電流值。由此產生旋轉磁場,使電動機轉子轉動。

單相電動機由於起動方式不同,可分為電阻分相起動型,電容起動型,電容運轉型,電容起動、電容運轉型四種。

電冰箱全封閉式壓縮機用電阻分相起動型單相電動機。

2.電容器

在單相電動機中,對於電容起動型、電容運轉型、電容起動電容運轉型等,均須使用電容器。電動機上所用電容器分為起動電容器和運轉電容器兩種。

(1)起動電容器

隻在電動機起動時使用,電容量較大。通常使用交流電解電容器,如果使用普通電力電容器,體積大而價格高,而且隻是在起動瞬間通電,無須按連續工況考慮。電解電容器又叫電動機起動電解電容器。

交流電解電容器不同於無線電上用的直流電解電容器。因為該電容器二個鋁箔電極在製造上都經過氧化電解處理,極間填充電解質和紙絕緣層,電容量大,使用中不分正負極性。用於單相電動機起動的電容量有25、4075、100、125、150等。耐壓又分為110V和220V兩種。(2)運行電容器

作為電動機運行用的電容器,常有油浸紙介電容器或金屬膜紙介電容器。由於長期串聯在繞組中,電容量很小,隻有幾個所以電容電流也很小,主要起到分相和提高電動機運轉力矩的作用。

(3)注意事項

電容器用於電動機時注意下述要求:

不能用在超過電容器標定的工作電壓的電路內,以防擊穿短路;

根據電動機標注所配電容器容量選配,不能過大。一般電冰箱的電動機所配起動電容器電容量為40~75;

不能將電容器直接跨接在電源上,必須與起動繞組串聯,再跨接在電源上;

起動電容器雖然和起動繞組串聯,但接在電路上的時間不得超過3秒,起動後由起動裝置將電源斷開。每小時的起動次數不得超過10次(均勻間隔),否則會因發熱而損壞;

貯存年久的電解電容器,因電解質的幹固,電容量下降,使用前應檢測。

(4)電容器的檢查

指測試電源為交流,按電容器耐壓值接入電源電壓。注意測試中通電時間要盡量縮短,最常不超過3秒

用萬用表電阻擋測量:檢查電容器短路、通地(殼)、斷路。將萬用表選在醜X100檔,試筆接觸電容器兩極,表針先指示低阻,並逐漸退回呈高阻,說明電容器有充放電能力;當表針指示在低阻值,而且不再退回,說明該電容器己極間短路,如表針一開始就指示高阻值或表針不指示,說明己發生極間斷路;再將一支試筆接電容器金屬外殼,另一試筆接二個電極,表針應沒有指示,或有微指示、呈高阻狀態下是正常的(指外殼不是作電極用的電容器)。

上述檢查後要將電容器兩極用導線短路放電(包括兩極與金屬外殼),防止發生人身電擊。

3.對電動機的技術要求

單相電動機用在全封閉式壓縮機中,由於電動機本身沒有機殼、端蓋、鐵芯和繞組都封閉在壓縮機殼內,長期處於製冷係統內的製冷劑和冷凍油中,並在較高壓力和溫度狀態下工作,因此不同於一般電動機,有以下一些特殊要求。

(1)耐製冷劑和耐油浸泡

電機絕緣材料大多是有機高分子材料,如絕緣漆、紙箔、電磁導線和捆紮束線等。製冷劑本身具有一種有機溶劑的特性,漆包線等在高壓高溫下浸泡,很容易膨脹、脫離或軟化,導致絕緣性能破壞,因此對絕緣材料有一些特殊要求。

(2)具有一定耐熱性和高溫下不劣化

因為電動機在封閉殼內,所以電動機的功率損耗熱量、氣缸的熱量、排出過熱蒸汽的熱量、摩擦麵發熱量等造成殼體內溫度較高。尤其內消振結構更不易通過殼體散熱,在殼體內電動機溫度可達100~120℃左右,在這樣高溫環境下,絕緣材料加速老化,以致引起絕緣強度降低,發生電動機損壞。因此電動機采用E級絕緣(允許耐溫120℃),目前也有的采用廠級絕緣。旋轉式壓縮機的排氣是直接排於殼體內,所以溫升更高,要采用7級絕緣(允許耐溫150℃)。

單純從提高絕緣材料耐熱性能還不夠,積極的措施是降低機殼的溫度。具體辦法是降低進入的過熱蒸汽溫度,以過熱蒸汽冷卻電動機;進氣口盡量對著電動機定子;采用冷卻冷凍機油方式,使冷凍機油所攜熱量得到發散。

(3)耐振動和衝擊

電動機要經受起動電流引起的電磁力衝擊,製冷劑進入殼體的衝擊,開機時急劇蒸發的熱衝擊,起動和停車時的機械衝擊等,這些都會引起電機定子槽內電磁線間或與矽鋼片間,發生相互摩擦及相互排斥的衝擊,使絕緣膜破壞,熱衝擊會使電磁線漆膜產生龜裂,這些都會引起電動機燒壞。因此在製造中要求嵌放繞組時,務必使導線整齊地排入,壓緊後加槽楔,並把定子繞組兩端部的導線捆包和紮緊麵定。對於功率在0.75以上電動機要經過二次浸漆工藝,使繞組的各個線圈被絕緣漆緊緊地粘固在一起。