一、 了解單相電動機的基本原理以

1.1，單相電機為什么可以旋轉(zhuǎn)？

單相電動機是以220V交流單相電源運行的異步電動機。正弦AC通過定子繞組后，電機會產(chǎn)生交變磁場，這個磁場的強弱和方向時不時地簡化正弦定律的變化，但在空間方位上是固定的，所以這個磁場也稱為交變脈動磁場。

但是這樣做不足以使馬達旋轉(zhuǎn)。為了旋轉(zhuǎn)電機，必須給定子添加一組啟動繞組。啟動繞組和操作繞組的空間差異為90度(如右側(cè)A所示)，啟動繞組還必須連接適當?shù)膯悠?。主繞組的電流和相位相差約90度，這一原理我們稱為“分相原理”。這樣，當時間上相差90度的兩個電流(例如右側(cè)的b)進入空間中相差90度的兩條繞組時，空間就會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。

在這個旋轉(zhuǎn)的磁場下，馬達精子可以旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)后速度達到一定程度(通常為80%)，就可以通過安裝在馬達內(nèi)部轉(zhuǎn)子上的離心開關(guān)或其他自動控制裝置分離啟動繞組。

說明信息：“起始繞組和執(zhí)行繞組的空間差異為90度?！比缬覉D所示，如果沒有起始繞組，運行繞組將向1-3方向移動，如果沒有上部垂直力，電機將無法旋轉(zhuǎn)，因此需要一組起始繞組來給予垂直力。

但是不能有啟動繞組，需要電阻或電容器。如果不變，那兩個力都是一樣的，所以不能旋轉(zhuǎn)。(大衛(wèi)亞設(shè))。

電容起著相變的作用。這樣，相變后會產(chǎn)生電流的相位差，延遲90度。此時，兩條線的相位等于前后(見右圖)。容易理解，運行繞組，推，啟動繞組，再推，馬達可以旋轉(zhuǎn)(注：這很容易理解)

舉個不恰當?shù)睦樱阂慌柩b籃球，如果想旋轉(zhuǎn)，就要施加力，如果在籃球頂部施加水平方向的力，由于重力和摩擦力的作用，不能移動，所以幾乎在同一時間要在接近45度的角度上增加力。

從

1.2、線圈與轉(zhuǎn)速的之間的關(guān)系

右圖可以看出，D1是啟動繞組，D2是工作繞組，各繞組分為兩部分，各部分以極數(shù)、極度極數(shù)、N或S、電機的極數(shù)成對出現(xiàn)，因此也稱為極對數(shù)。

例如2、4、6、8、10、16等是極數(shù)，所以極對數(shù)是極數(shù)除以2。一般來說，電動機銘牌上標有電動機的極數(shù)，有的直接標有極數(shù)的電動機，如右圖中的4極，有的標有額定速度，標有字母P(例如2P)。

馬達速度和層數(shù)之間的關(guān)系可以通過公式計算出來。n=60f/p的公式，N是同步速率，60是分鐘，F(xiàn)是工作頻率，我國的電力頻率是50HZ，P是電動機極對數(shù)。

如上圖所示，對于四極異步電動機，同步速率為n=60f/(p/2)=60*50/2=1500r/min。但是這樣計算的是同步轉(zhuǎn)速。那么異步的話，還需要設(shè)計以周轉(zhuǎn)率設(shè)計的系數(shù)。周轉(zhuǎn)率的計算公式：S=(n1-n)/n1、N1=N-(N * 8%)；s是周轉(zhuǎn)率，n1是同步速度，N是電機速度。但是一般的周轉(zhuǎn)率都在2%-7%之間，取4%。那么四極電機的異步速度為：n1=n- (n*s)=同步速度-(同步速度*4%)=1500-(1500*4%)=1440r/min。

摘要：相同功率、極數(shù)不同的電動機之間的關(guān)系，電動機的極數(shù)(極數(shù))越多，轉(zhuǎn)速越低，體積越大，扭矩越大。電機的極數(shù)(極數(shù))越多，轉(zhuǎn)速越高，體積越小，扭矩越小。

二、單向電機的電阻值測量

通用電機分為起始繞組和工作繞組，起始繞組和工作繞組的一端連接在電機內(nèi)部，因此從外部看，可以看到分為公共端(COM縮寫C)、起始繞組端(Starting縮寫S)和工作繞組端(S)的三個卡舌。

啟動繞組的線圈線徑比運行繞組的線徑小，但由于繞組的繞組選手多，所以電阻小，阻力大，運行繞組的線徑粗，繞組數(shù)量少，阻抗也小，相對阻力也小。即：S-M:電阻最大；C-S:電阻最??；C-M:電阻最小CS CM=SM。

注意：此方法僅適用于單向異步電動機，不適用于雙向異步電動機。單相雙向異步電動機的啟動繞組與運行繞組大小大致相同。

在了解

三、單向異步電機的啟動方式

啟動方式之前，必須了解壓縮機的過載、過電流保護程序(如RSIR PTC啟動器)。保護器是壓縮機中非常重要的部件。直接決定壓縮機的安全性、性能和使用壽命，因此不能使用或使用與壓縮機不匹配的保護器。

過熱保護器有內(nèi)置和外置兩種。這里分為外部過熱保護器(見下圖)、外部保護器分為圓形和蝴蝶兩種。通常緊貼在壓縮機殼體表面。操作或啟動電流過高時。熱保護器內(nèi)的電阻線發(fā)熱，烤蝴蝶的雙金屬板變形，保護觸點斷開，壓縮機電源關(guān)閉。過熱保護器型號(下圖右側(cè))，命名請重視錘子啟動器。

如果壓縮機內(nèi)部溫度升高，相對壓縮機外殼溫度也會升高，達到雙金屬變形的臨界溫度(通常在90左右)時，保護觸點會斷開，壓縮機電源也會關(guān)閉。因此，保護裝置同時提供過電流和過載保護。

啟動方式可以分為電阻分相啟動、電容分相啟動、蓋極型單向電機(不陳述，壞了就換成新的)。

的）；而在壓縮機中常見的啟動方式有：重錘式啟動、重錘式電容啟動、重錘式電容啟動電容運行、PTC熱敏電阻啟動、PTC熱敏電阻電容啟動、PTC熱敏電阻電容啟動電容運行和電容啟動電容運行。

3.1、RSIR（阻抗分相啟動）

RSIR啟動，也稱電阻分相起動式，主要有PTC啟動器和重錘啟動器，

3.1.1、PTC電阻啟動器（接線示意圖如右圖）。

那什么是PTC呢？其實PTC就是一種具有正溫度系數(shù)的半導(dǎo)體元件，當PTC熱敏電阻溫度升高時，電阻也也呈指數(shù)增長；反之，溫度越低，電阻值也就越低。

根據(jù)這個原理，將PTC元件串入到壓縮機的啟動繞組上，在接通電源的一瞬間，由于PTC元件剛剛通過電流，產(chǎn)生的熱量小，溫度較低，因此處于導(dǎo)通狀態(tài)，與此同時，啟動繞組和運行繞組同時接入電路，定子中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，電機啟動旋轉(zhuǎn)。

在經(jīng)過1s-5s后，電流的熱效應(yīng)使其PTC元件溫度急劇升高，當溫度達到臨界值（大約90℃）時，呈高阻狀態(tài)，相當于啟動繞組處于斷路狀態(tài)。而這時，流過PTC元件的電流恰好起到維持高溫高阻狀態(tài)，當壓縮機停機后，PTC元件斷電，溫度降低，逐漸恢復(fù)到低阻狀態(tài)，為下一次啟動作好準備。

3.1.2重錘式電流啟動器

重錘式電流啟動器主要有銜鐵、動觸點、靜觸點、激勵線圈組成。

重錘式啟動器的激勵線圈串接在電動機的工作繞組中，靜觸點串接在電動機的啟動繞組中（如右圖），當重錘式啟動器通電時，電機無法啟動，此時由于無壓縮機扭矩（無旋轉(zhuǎn)磁場），造成壓縮機運行電流增大（通常是額定電流的3-5倍），電流通過激勵線圈產(chǎn)生足夠的磁力，吸引銜鐵向上運動，使得動靜觸點吸合，壓縮機的啟動繞組通電，使得電機運轉(zhuǎn)。

當電機達到一定的轉(zhuǎn)數(shù)時，電流開始慢慢下降，當啟動器激勵線圈的電流減小時，磁力也隨之下降，當不足以吸合銜鐵時，導(dǎo)致銜鐵因自生重力而落下，動靜觸點斷開，啟動繞組失電，電機進入正常的運行。

3.1.3、PTC啟動器和重錘啟動器的區(qū)別

PTC啟動器造價低、無機械觸點、無火花，廣泛適用于家用冰箱，特別是R32、R600A、R600、R290的制冷系統(tǒng)中。

但也有致命的缺點，就是不能頻繁啟動，一旦壓縮機啟動不成功，再次啟動需要將PTC元件冷卻，一般都是需要3分鐘左右；并且PTC元件長期工作在高溫環(huán)境，PTC元件極易損壞，破裂等，壽命短。

重錘啟動器，價格低廉、使用壽命長、可以頻繁啟停，同PTC啟動器一樣，廣泛使用類中小型制冷設(shè)備，特別是使用R404A、R134、R22、R503A的制冷系統(tǒng)中。

重錘啟動器的缺點：因為是機械觸點，在動、靜觸點接觸或者斷開時，極易發(fā)生打火，觸點容易發(fā)生粘連，一般很少用于易燃易爆的制冷系統(tǒng)中，特別是R600、R600A、R290的制冷系統(tǒng)，一旦發(fā)生制冷劑泄漏，很容易出現(xiàn)爆炸或火災(zāi)。

注意：但是無論是重錘啟動器也好、PTC啟動器也好，都只適合小功率的壓縮機，如果是大功率的壓縮機，則還需配上啟動電容輔助啟動。

3.2、CSR電容啟動式

如左圖，是一個使用電容啟動的單向異步電動機，在電機未啟動時，離心開關(guān)處于閉合狀態(tài)；如果設(shè)計沒有離心開關(guān)時，就是一個PSC(電容運轉(zhuǎn)式)。

當電機在通電的瞬間，運行繞組和啟動繞組通電，在電容的作用下，啟動繞組的相位要比運行繞組的相位要滯后一些，定子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，定子得以轉(zhuǎn)動。

當轉(zhuǎn)子速度達到額定轉(zhuǎn)數(shù)的80%左右時，離心開關(guān)便會自動打斷開，啟動電容完成啟動任務(wù)，啟動繞組因離心開關(guān)的斷開而失電，不參與運行繞組運行工作。

3.3、PSC (電容運轉(zhuǎn)式)

如右圖，是一個使用電容啟動的單向異步電動機，主要是由啟動繞組來進行輔助啟動，但是運轉(zhuǎn)扭矩要比CSIR（電容啟動式）小，普遍用于輕載、空載的環(huán)境中，常見的如：空調(diào)冷凝器風扇。

當電機在通電的瞬間，運行繞組和啟動繞組通電，在電容的作用下，定子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，定子得以轉(zhuǎn)動；并且啟動繞組不會斷開，運行繞組和啟動繞組同時參與運行工作狀態(tài)。

3.4、RSCR電阻啟動電容運轉(zhuǎn)

RSCR電阻啟動電容運轉(zhuǎn)比較適合大功率且負載不穩(wěn)的工作環(huán)境；它和前面幾種有一點不一樣，當它在啟動完畢后，在電容的作用下，啟動繞組依然處于工作狀態(tài)。

這個是在原有的PTC啟動器上并聯(lián)一個運行電容，當電流同時通電時，因為PTC啟動器呈現(xiàn)低阻狀態(tài)，電流從PTC啟動器流過，相當于短接，電容不起作用。

經(jīng)過1s-5s后，電流的熱效應(yīng)使其PTC元件溫度急劇升高，電阻呈高阻狀態(tài)，相當于斷路，電容被接通，電流從電容流過啟動繞組，使得啟動繞組運行扭矩變大，主要用于改善壓縮機的啟動性能和運行效率。

3.5、CSIR電流式電容啟動

CSIR電流式電容啟動，主要用于大功率（300W+）、啟停頻繁的工作環(huán)境中。

這個在原有的重錘啟動器上，新增了一個輔助啟動電容(需要注意一點，這個電容是串聯(lián)在啟動繞組中的)，和一個泄放電阻。

在啟動瞬間，運行繞組因為沒有扭矩，轉(zhuǎn)子不旋轉(zhuǎn)，此時電流增大，當達到額定電流的4-7倍，此時通過激勵線圈的電流產(chǎn)生的磁場足以吸合銜鐵，動靜觸點吸合，啟動繞組得電運行。

當啟動成功后，運行繞柱正常運行，此時電流就會慢慢的降低到額定電流，一次同時經(jīng)過啟動器的電流也隨之變小，產(chǎn)生的磁場不足以吸合銜鐵，在自身的重力作用下，動靜觸點分開，啟動繞組失電；此時電容也處于懸空狀態(tài)，而電容具有儲能的作用，所以在電容兩端并聯(lián)一只電阻，用于釋放電容器里面儲存的能量。

3.6、CSR（電容啟動電容運轉(zhuǎn)）

CSR（電容啟動電容運轉(zhuǎn)）這種主要用于大功率場景中，這里不同以上面幾種，這里用了一個單獨的元件“啟動繼電器”，實際上就是一個電壓式啟動繼電器，它和電容運轉(zhuǎn)式一樣，啟動繞組不會斷開，也會參與到運行工作中。

電壓式啟動繼電器的線圈與壓縮機的啟動繞組（S）并聯(lián)，常閉觸點與啟動繞電容串聯(lián)，和運行電容是并聯(lián)關(guān)系，電容并聯(lián)會使容量變大。

當壓縮機從通電到運轉(zhuǎn)的過程中，常閉觸點閉合，運行電容和啟動電容并聯(lián)，容量變大、啟動電流大；當壓縮機順利啟動以后，電壓啟動繼電器兩端電壓隨著壓縮機的轉(zhuǎn)速的增加而升高時，通常是達到額定轉(zhuǎn)速的70%-80%左右，線圈產(chǎn)生電磁力將常閉觸點斷開，此時啟動電容被斷開，此時電容處于懸空狀態(tài)，而電容具有儲能的作用，所以在電容兩端并聯(lián)一只電阻，用于釋放電容器里面儲存的能量。

四、壓縮機啟動器代換注意事項

4.1、PTC啟動器

一般在PTC啟動器上面都標有電阻值，只要電阻值一樣就可以更換（換過熱保護器也要和原機匹配），一般都是在15Ω到22Ω之間，相似就可以了。

不能僅僅只考慮阻值，還得考慮功率，有的廠家偷工減料，將PTC芯片做的非常非常小，那么功率也就很小了，這種用在小功率的壓縮機上沒有一點問題，可是如果是用在大功率的壓縮機中，壓縮機還沒有啟動，PTC芯片就因高溫而呈高阻值狀態(tài)了，會導(dǎo)致壓縮機無法啟動。所以，在購買的時候最好撬開外殼，檢查下PTC芯片是否合格，謹防上當受騙。

4.2、重錘啟動器

如果說PTC啟動器可以將就，那么重錘啟動器可是一個傲人的家伙，它可不將就呢，因此在配比的使用需要嚴格匹配。

因為它是一個電磁器件，一般需要考慮三個參數(shù)，分別是：吸合電流、斷開電流和觸點瞬間電流。

關(guān)于重錘啟動器的匹配問題：如果將一個大的啟動器放在一個小的壓縮機中，會因為吸合電流不夠，導(dǎo)致壓縮機無法啟動；如果用一個小的啟動器裝在一個大的壓縮機上，會導(dǎo)致啟動器了以后，因工作電流過大，而不能斷開；最后的結(jié)果就是電流過大導(dǎo)致熱保護器過熱保護或者燒毀壓縮機。

重錘式啟動器參數(shù)解釋：1/2HP，1/2表示0.5，也就是一半的意思；HP表示1馬力，也就是常說的1P，1P等于750W； 那么2/1HP=2/1*750=375W，那么它就適合375W左右的壓縮機。常用的參數(shù)有：1/2HP、1/3HP、1/4HP、1/5HP和1/6HP；腳位有1腳和3腳，也就是帶電容和不帶電容的區(qū)別。

不常用的有如3/8HP，那么是：3/8HP*1HP= 0.375*750=281W，也就是說3/8HP適合280W左右的壓縮機；

關(guān)于重錘啟動器的另類命名方法，QL2系列，其實對于這個系列官方并未給出一些參數(shù)說明，我個人認為這個命名可能是：QL表示電流繼電器，2-xxx，則是吸合電流的倍數(shù)，這個在后期確認后，會進行更改；

關(guān)于QL系列和通用命名法的關(guān)系，參考資料來自淘寶

QL系列名稱

可匹配的壓縮機（HP）

功率（W）

其它型號

QL2-3.15

1/7

107

QL2-3.20

1/7

QL2-3.35

1/6

QL2-3.5

1/6

QL2-3.8

1/5

QD65/QD66

QL2-3.9

1/5

QL2-3.95

1/5

QL2-3.65

1/5

QD75

QL2-3.75

1/5

QL2-8.0

1/2

QD150D/QD180D

QL2-8.1

1/2

QL2-5.0

1/4

QD91

QL2-5.5

1/3

QL2-10.0

3/4

QD128H

注意：這兩種啟動器盡可能不互相代換，特別是大功率的壓縮機，原裝使用啟動器可能為的就是瞬間啟動，更有力，啟動成功率也就更高，換成PTC啟動器，不一定能夠啟動成功，畢竟有的壓縮機阻值也才幾歐，而PTC啟動器本身都大于10Ω了。

一旦啟動不起來，就會導(dǎo)致多次重復(fù)啟動，PTC芯片兩端電壓降比較大，溫度高，PTC更容易損壞，而壓縮機經(jīng)常性的運轉(zhuǎn)不起來、運行繞組電流過大，更容易導(dǎo)致熱保護器保護或壓縮機燒毀。

如果是由PTC啟動器換成重錘啟動器，則需要考慮功率是否與要換的匹配，還有就是一個制冷劑，是否屬于易燃易爆，重錘式啟動器在啟停瞬間，會出現(xiàn)電弧，因此遇到易燃易爆品可能會導(dǎo)致火災(zāi)或者爆炸。

4.3、SECOP思科普（Danfoss丹佛斯）

2010年SECOP思科普收購Danfoss丹佛斯壓縮機，股權(quán)變更，自2012年后，思科普生產(chǎn)的壓縮機將不再有丹佛斯的標識，雖然如此，但仍習慣性的稱它“丹佛斯壓縮機”。

丹佛斯SC系列全封閉活塞壓縮機，這個系列的壓縮機將過載、過流保護裝置集成在壓縮機內(nèi)部，因此在配置的啟動器上無過流、過載的保護裝置。

因此該啟動器不能用于代換星星系列冷柜，主要原因：1、電容配置容量過大，造成啟動電流過大，極易因過流而燒毀壓縮機；2、星星系列壓縮機采用的是外過載保護器，而啟動器則無過流、過載保護裝置，無法為壓縮機提供安全的工作環(huán)境，當壓縮機出現(xiàn)故障時無法切斷電源；3、丹佛斯SC系列啟動器屬于電壓式啟動繼電器，可能因為產(chǎn)生的感應(yīng)電磁效應(yīng)過小、電壓不足以將啟動繼電器的銜鐵拉升，導(dǎo)致啟動繞組一直處于運轉(zhuǎn)模式，從而燒壞啟動繞組。

五、啟動器的檢查

5.1、重錘啟動器檢查

取下來，用手搖一搖，聽聽里面是否有聲音，如果有，則應(yīng)該是好的，線圈朝上，用萬用表的電阻擋，測量芯片兩腳之間的電阻值，如果通的表示是好的，不通或者電阻值較大，可以確定它存在故障，需要進一步拆開檢查或直接更換；如果拆開發(fā)現(xiàn)觸點有發(fā)黑、打火嚴重的痕跡，建議更換。

5.2、PTC啟動器檢查

和重錘啟動器一樣，先取下來，用手搖一搖，如果由聲音則表示是壞的，如果沒有聲音，進一步使用萬用表測量。

先看啟動器上面所標注的電阻值，在常溫下使用萬用表的電阻擋進行測量，如果實際測量結(jié)果和標注電阻值存在差異，相差幾Ω時，一般都是好的，如果誤差比較大，則表示啟動器PTC芯片存在變質(zhì)，這種情況需要對它進行更換。

5.3、過載保護器的檢查

保護器的檢查比啟動器的檢查，容易了許多，保護器內(nèi)部就是一個可彎曲的雙金屬片，在常溫下，用手搖一搖，聽聽里面是否有聲音，如果有的話代表過載保護器出現(xiàn)異常，內(nèi)部損壞。

圓形過載保護器有兩只引腳，一只接電源和一條接壓縮機的線，因此只要需要測量這兩只腳是否通斷就可以，正常情況下的阻值是0Ω左右。 蝶形保護器也是一樣的，它只是少了根線，但是測量方法一樣。

六、單向異步電機工作電容粗略計算

5.1、C=1950I/Ucos∮(uF)算法

單相電機工作電容的計算公司：GC=1950I/Ucos∮(微法)，啟動電流是工作電流的1-7倍，一般取3.75倍。

名詞解釋：C-配用的電容量，單位為微法(uF)，1950是常數(shù)、I是電機的運行電流、U是單向電源電壓、Ucos∮是功率因數(shù)，一般取0.75。

例：一臺單向異步壓縮機的額定功率400W，需計算啟動電容；根據(jù)公式I＝P/U*cosφ?可以計算出電流，既I=P/U* cosφ=400/220*0.75≈2.4（A）。

那么根據(jù)GC=1950*I/U*cos∮(微法)公式可計算出工作電容的容值：GC=1950*2.4/220*0.75≈15.95uF。

5.2 、C=8JS(uF)算法

C-配

用的電容量，單位為微法(uF)；J：電機啟動繞組電流密度，一般選5～7A/mm2?；S：啟動繞組導(dǎo)線截面積(mm2?)。

例：金龍臺扇電機啟動繞組線圈重新繞制后，測出啟動繞組線徑為0.17mm2?，則截面積S=0.0226mm2，選J=7A/mm2，所以?C=8×7×0.0226≈1.26uF，在實際選配參數(shù)為1.2uF±5％，耐壓500V的電容。另外應(yīng)注意電容的耐壓值一定要高于400V，以防擊穿。

一般來說啟動電容是工作電流的1-7倍，一般取3.50或者4。

注意：啟動電容過大會導(dǎo)致電機電流增大，壓縮機轉(zhuǎn)速變快，超出了額定設(shè)計轉(zhuǎn)速以及額定最大允許電流，這種情況極易燒毀電機繞組；如果電容過小會導(dǎo)致啟動電流過小、啟動力矩不夠，會造成壓縮機啟動困難或者不能啟動，嚴重可能會導(dǎo)致壓縮機繞組燒毀或過熱保護。