单相电机加电容的主要原因和作用如下:
产生相位差
电容器通过其容性反应产生相位差,使得电机的起动转矩得以产生。当单相电机启动时,电容器可以产生两个磁场的旋转速度之差,从而为电机提供足够的起动力。
提高功率因素
单相电机通常具有较低的功率因素,功率因数是描述电流和电压之间相位差的指标。通过添加电容器,可以改善单相电机的功率因数,提供额外的无功功率来抵消电机的感性无功功率,从而提高电机的效率。
平衡电源
单相电机在运行过程中会对电网产生较大的谐波电流,增加电网的负荷。通过添加电容器,可以在一定程度上抵消这些谐波电流,减轻对电网的负荷,保持电网的稳定运行。
减少振荡
由于单相电机只有一个电源相位,其转矩会随着时间的推移而波动。通过添加电容器,可以减少电机运行过程中的振荡,使电机的工作状态更加平滑。
提高起动转矩
添加电容器可以增加单相电机的起动转矩,改善电机的起动能力。在启动过程中,电容器提供额外的无功功率,增加了电机的旋转磁场,从而提高了起动转矩。
实现旋转磁场
单相电机流过的单相电流不能产生旋转磁场,需要采取电容用来分相,目的是使两个绕组中的电流产生近于90度的相位差,以产生旋转磁场。电容感应式电机有两个绕组,即启动绕组和运行绕组。两个绕组在空间上相差90度。在启动绕组上串连了一个容量较大的电容器,当运行绕组和启动绕组通过单相交流电时,由于电容器作用使启动绕组中的电流在时间上比运行绕组的电流超前90度角,先到达最大值。在时间和空间上形成两个相同的脉冲磁场,使定子与转子之间的气隙中产生了一个旋转磁场,在旋转磁场的作用下,电机转子中产生感应电流,电流与旋转磁场相互作用产生电磁场转矩,使电机旋转起来。
综上所述,单相电机加电容主要是为了实现起动、提高功率因素、平衡电源、减少振荡、提高起动转矩以及实现旋转磁场。这些作用共同改善了单相电机的运行性能和效率。