淺析實現單相異步電動機正反轉的三種電路

李慶華

（長治鋼鐵集團有限公司技工學校，山西 長治 046031）

1 單相異步電動機的工作原理

1.1 單相異步電動機內部繞組結構

見圖1。它由主繞組A1-A2，副繞組B1-B2和電容C組成。

分布特點：兩繞組在空間互差90°。

圖1 單相異步電動機內部繞組結構圖

1.2 單相異步電動機的工作原理

設流過主繞組的電流為ia，流過副繞組的電流為ib。一般情況下，主繞組的匝數多，電感大，是感性負載，那么ia在相位上滯后電源電壓；副繞組中串有電容，適當選取電容值，就可以使副繞組為容性負載，那么ib在相位是超前電源電壓。只要選擇合適的電容，就可以使ib超過ia90°，見圖1。因為ib比ia超前90°，這樣在定子里就產生了旋轉磁場，其旋轉磁場為順時針方向（由電流相位滯后的繞組轉向電流超前的繞組），電動機也沿著順時針方向旋轉起來。

1.3 實現正反轉的方法

要實現反轉，只要讓ib滯后于ia90°（或者讓ia超前ib 90°），因此只需將ib翻轉180°（或者ia翻轉180°）就能實現。

那么，如何實現ib翻轉180°(或者ia翻轉180°)呢？從圖1可以看出，實際上主繞組同副繞組是接在同一個電源上的，也就是說它們的電壓是同相位的。要是我們把主繞組的L接A1、N接A2，改成 L接A2、N接 A1，副繞組不變，維持L接B1、N接B2，那么主繞組的電壓和副繞組的電壓就有180°的相位差，也就是說主繞組的電流也翻轉了180°，這時就實現了ib滯后于ia90°（或者說ia超前ib90°），旋轉磁場的方向為逆時針，實現了反轉。改變副繞組的兩端B1、B2與L、N的接法而主繞組的接法不變也可實現反轉，即改變任一繞組與電源的接線方向。

2 實現單相異步電動機正反轉的三種電路

2.1 改變電容的連接方法，實現電動機的正反轉

適用范圍：主繞組和副繞組完全相同的電容運行式單相異步電動機。

電路結構：A、B兩繞組是單相異步電動機內部相互垂直的主繞組和副繞組，兩繞組的結構完全相同（可互換），C為運行電容。三元件的連接點分別引出一根線，其中電容兩端的引出線與一單刀雙擲開關相連，并接于電源的一端，兩繞組連接點引出一根線與電源的另一端相連，見圖2。

圖2 改變電容連接方法電路圖

工作原理：當單刀雙擲開關與“正轉”端相連時，電容C與B繞組串聯后再與A繞組并聯，這時B繞組中的電流超前A繞組中的電流90°，單相異步電動機順時針旋轉（即正轉）；當單刀雙擲開關與“反轉”端相連時，電容C與A繞組串聯后再與B繞組并聯，這時A繞組中的電流超前B繞組中的電流90°，單相異步電動機逆時針旋轉（即反轉）。

這種方法是通過改變電容器的接法，實現兩個繞組中電流相位關系的變化，使單相異步電動機的轉向發生變化。

2.2 外接倒順開關實現電動機的正反轉

適用范圍：主繞組和副繞組完全相同或不同的各種電容分相式單相異步電動機。

電路結構：電機接線盒內有6個接線端子，接線端子內部連線情況見圖3（b）。以電容運行式為例，U1與U2之間是主繞組A，V1與V2之間是副繞組B，Z1與Z2之間是電容（如是電容啟動式，Z1與Z2之間是電容與離心開關的串聯電路；如是雙值電容方式，則在電容與離心開關的兩端并聯一運行電容，可由外部Z1、Z2兩接線端子間并聯電容得到）。V2與Z1直接連接（即電容電路與副繞組串聯），倒順開關與電機接線盒剩余的4個接線端子的接線及外接電源的連線見圖3（a）。

圖3

工作原理：倒順開關搬到順檔位，電動機正轉；搬到倒檔位，電動機反轉。由接線圖可知，不論順檔位還是倒檔位，U1始終與L相接，U2始終與N相接，即主繞組A中的電流相位保持不孌，為L-U1-U2-N；副繞組中的電流在順檔位時，電流方向是L-V1-V2-Z1-Z2-N，副繞組中的電流超前主繞組中電流90°，電動機正轉。在倒檔位時，副繞組中的電流方向是L-Z2-Z1-V2-V1-N，與順檔位時的電流相位相差180°，即副繞組中的電流相位滯后主繞組中電流90°，電動機反轉。

用倒順開關實現電動機的正反轉可有多種接線圖，只要能實現順位或倒位時主、副繞組中有一個與外電源的接線方向改變即可，如還可使副繞組中的電流不變，而主繞組中的電流反向。倒順開關與外電源的接線、與電機接線盒的接線也可有多種，但不論那種接線方法，都要先用萬用表找到相通的觸點。

2.3 外接接觸器實現電動機的正反轉

適用范圍：電容運行式單相異步電動機

圖4

電路結構：外接接觸器實現電動機的正反轉可采用如下兩種接線方式。圖4（a）中，電動機的主繞組接在1、4之間，副繞組與電容器串聯后接在2、3之間。KM1的進線端1、2與L相連接，3、4與N相連接；KM2的進線端1、3與L相連接，2、4與N相連接。圖 4（b）中，C為外接電容，1、2 之間主繞組，3、4之間副繞組，接觸器KM1、KM2與L、N的接線如圖所示，N直接與2相連接。圖4（a）中兩個接觸器各用了4對主觸頭，圖4（b）中的兩個接觸器各用了3對主觸頭。

工作原理：圖4（a）中，KM1閉合后，主繞組中電流方向是L-1-4-N，副繞組中電流方向是L-2-3-N，電動機正轉；KM1分斷，KM2閉合后，主繞組中電流方向保持不變仍為L-1-4-N，副繞組中電流方向變為L-3-2-N，與正轉時相反，符合反轉條件，電動機反轉。圖4（b）中，KM1閉合后，主繞組中的電流方向為L-1-2-N，副繞組中的電流方向為L-C-4-3-N，電動機正轉；KM2閉合后，主繞組中的電流方向不變，副繞組中的電流方向變為L-C-3-4-N，與正轉時相反，符合反轉條件，電動機反轉。

圖4（a）、圖4（b）為主電路圖，控制電路與三相交流異步電動機正反轉相同，可用接觸器聯鎖、按鈕聯鎖或雙重聯鎖。圖4（b）中的外接電容串接開關可實現電容啟動式，再并接一個運行電容可實現雙值電容式。