無錫伯頓起重電機2018年2月6日訊 很多人不相信三相380V電機經過簡單改裝，就可以在單相220伏電源供電條件下使用。我開始一度也以為要重新換繞組才能解決問題，實際上是完全不需要的，這個要從一個摳門小氣的老板說起了，他讓我改變了這個觀念，并讓我掌握了這個簡單的改裝方法，下邊分享一下。
幾個月前，一位在消防器材公司打工的朋友找到我，說他們公司買了一臺給滅火器試壓的機器，但是自打買回來以后好幾個月都沒有使用過。那兩天安監部門要來檢查，于是他們就把那臺試壓機安裝到位，準備接受上面的檢查。但是那臺試壓機配套的電機是三相的，功率1.5KW，4極，而他們那里沒有三相電，老板要他找個人給看看，他也就找到我了。
我說，這個不是太現實的吧，直接換電機不就得了，老板說換電機要考慮尺寸問題，另外更換了配件萬一被消防部門查到了更加麻煩。我又提建議，叫他單獨敷設一條三相線路，大約二三十米電線就夠了。老板舍不得花那錢，老板嫌拉三相電太費事，就要求利用現有的條件和資源來解決問題。他告訴我有人成功改裝過的，就是用單相220V運行三相380伏電機，一點問題都沒有，我只好硬著頭皮鉆研了。
首先我想到的是加裝變頻器，但是變頻器本身不能升壓，那怎么辦呢，回想以往自己修理三相380伏變頻器的時候，都是先加裝一個單相220伏變單相380伏的變壓器，這樣變成了單相380伏電源，然后另外找一個三相380伏的變頻器，接入這個單相380伏電源，三相380伏的變頻器輸出電壓直接控制3相380伏電機，基本接線圖如下：
有人會問，三相變頻器，用單相380伏供電沒有問題嗎？大部分變頻器不會有報警，少部分有報警但是可以通過軟件設置關閉，其實變頻器輸入部分，就是一個全部整流電路，單相輸入沒有問題，只是功率沒有那么大而已，完全可以用，用2.2KW的變頻器帶1.5KW電機，也就是1000元不到的成本，加上一個變壓器，大概就是1000多元了，不算貴，只是那個摳門的老板搖搖頭，說太貴了，而且他那個地方空間小，不好擺放變頻器和變壓器，我只有另外想辦法了，后來查到原來可以加電容改變相位來形成旋轉磁場，這種方法比較適合小功率電機了，而且價格便宜，安裝上不需要很大空間。
三相異步電機是利用三相互隔120°角度的平衡電流，通過定子繞組時產生一個隨時間變化的旋轉磁場,以驅使電動機運轉工作的。在談到三相異步電機改單相使用之前，先要說明單相異步電動機旋轉磁場建立問題，單相電動機只有在建立旋轉磁場后才能夠起動。它之所以沒有初始起動轉距，是因為在單相繞組中建立起的磁場不是旋轉的，而是脈動的，換句話說，它對定子來講是不動的。在這種情況下，定子的脈動磁場與轉子導體內的電流相互作用是不能產生轉矩的，因為沒有旋轉磁場，所以就不能使電機起動運轉。但是電動機內部兩個繞組的位置有空間角度差，若設法再產生一不同相的電流，使兩相電流在時間上有一定的相位差，才能產生旋轉磁場，使電機起動。因此單相電動機的定子除了有工作繞組外，還必須有起動繞組。根據此原理，可利用三相異步電機定子的三相繞組，將其中一相繞組線圈采用電容或電感移相的方法，使兩相通過不同的電流，這樣就能建立旋轉磁場，使電動機起動運轉。當三相異步電機改為單相電源使用時，其功率僅是原來的2/3。
要把三相電機使用在單相電源上，可將三相異步電動機定子繞組中的任意二相繞組線圈首先串聯，再與另一相繞組并聯接入電源。這時，兩個繞組里的磁通量在空間上雖然有相位差，但因工作繞組和起動繞組都是接在同一電源上，如按時間來講，電流是相同的。因此，只有在起動繞組上串聯一只電容器、電感線圈或電阻，才能使電流有相位差。在接法上為了增大起動轉矩，可用一臺自耦變壓器將單相電源的電壓由220V升到380V，示意圖如圖1所示。
般小型電動機均為Y接，對Y 接的三相異步電動機用此種方法接線，應將串入電容C的繞組接線端子接在自耦變壓器起頭端子上，如需改變轉軸轉動方向，可按圖2接線：
果不升高電壓，接在220V的電源也可用此圖示。因為原來接三相380V電源電壓的繞組，現在用于220V電源，電壓太低了，所以轉矩太低。
圖3接線轉矩太低，若增大力矩可將移相電容串入二相繞組連在一起的線圈中，用此繞組為起動繞組，單只線圈直接接在220V電源上，見圖4。圖3、圖4如果需要改變轉軸轉動方向，可將起動繞組或運轉繞組的頭尾換一下就可。
兩個繞組串聯后的磁矩(其中一相反串)是由兩個夾角互為60°磁矩合成的(如圖5)，其磁矩遠遠大于由兩個夾角互為120°合成的磁矩(如圖6兩繞組順串), 所以圖5接線的起動轉矩遠遠大于圖6接線的起動轉矩。
起動繞組上接入電阻R(圖7)的數值應當與定子繞組相電阻接近，并且應當能夠承受起動電流，這種接法起動轉矩為額定轉矩的0.1~0.12倍。
工作電容C=1950×Ie/Ue×cosφ(微法)，Ie、Ue、cosφ是電動機原來的額定電流、額定電壓及功率因數。
一般工作電容用在單相電源上的三相異步電機時(220V)，每100W用4~6微法電容即可。
起動電容可根據起動的負載大小而選擇。通常是工作電容的1~4倍。當電動機達到額定轉速的75%~80%時,應當斷開起動電容，否則電動機易燒壞。
正確選擇電容的容量使二相繞組的電流I1、I2相等，且等于額定電流Ie，即I1=I2=Ie。若要求起動力矩大些，可增加一個起動電容,并接在運轉電容上,當起動正常時,斷開起動電容。
三相異步電動機用于單相電源的改接意義較大，方便易行，但由于單相電源一般容量較小，所以適用于1kW以下小電機。
考慮到啟動問題，另外加了一個啟動電容，這樣需要考慮切換電路。電機啟動以后必須要在較短的時間內切斷啟動電容的線路，否則啟動電容運行時間長了不僅對電機不好，對啟動電容也不好。
我計劃了兩個方案，第一個方案是加裝一個小型的單相刀閘，當電機啟動以后用刀閘迅速切斷啟動電容的電路。但是這樣搞風險較大，如果操作人員疏忽忘記或者反應太慢就會導致電機長時間帶著啟動電容運行，所以這個方案可行性不高。
我的第二個方案是通過對原有的電控箱內的控制線路稍稍做一些改動，并加裝一個時間繼電器，利用時間繼電器來實現完全自動的切斷啟動電容，這樣就能有效的消除了可能由于人為的因素造成的電機損壞，安全系數也大大增加。
經過一番努力，線路改動完畢，我把時間繼電器通電延時時間設為1秒，經實驗成功。
該方案所需材料清單：
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小型斷路器（2P）1個，
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熔斷器2個，
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接觸器（線圈電壓220V）1個，
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中間繼電器（線圈電壓220V）1個（給儀表供電），
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時間繼電器（線圈電壓220V）1個，
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