一、单相电机电容的作用
单相电机电容的主要作用是启动和运行。两个导体电极中间用绝缘隔开就构成了电容,其作用体现在电容器从电源取得能量的储能过程,在此过程中也将电荷返回给电源,同时也产生了无功功率补偿;在单相电机上可用来帮助电机启动或运转。

图 1 单相电机电容
单相电动机产生的是椭圆磁场,因为不是旋转磁场,所以启动时不转。这时转子需用手扳动半圈,或由启动绕组加电容,使转子转过半圈开始切割磁力线、产生转子电流才开始正常旋转。还有运行电容电动机:电机启动后电容不断开,它和启动绕组参与运行,等于增加一台小电动机的功率。
二、单相电机启动电容的作用
当单相电机定子绕组通过正弦电流时,电机产生一个交变磁场,这个磁场的强弱和方向随时间作正弦规律变化,但方位是固定的,这个磁场是交变脉动磁场。这个交变脉动磁场可分解为两个以相同转速、旋转方向互为相反的旋转磁场:当转子静止时,这两个旋转磁场在转子中产生两个大小相等、方向相反的转矩,使得合成转矩为零,所以电机无法旋转。当我们用外力使电动机向某一方向旋转时(如顺时针方向旋转),这时转子与顺时针旋转方向的旋转磁场间的切割磁力线运动变小,转子与逆时针旋转方向的旋转磁场间的切割磁力线运动变大,转子所产生的总的电磁转矩将不再是零,转子将顺着推动方向旋转起来。
要使单相电机能自动旋转起来,需要在定子中加上一个启动绕组:启动绕组与主绕组在空间上相差 90°,启动绕组串接一个合适的电容,使得与主绕组的电流在相位上近似相差 90°,这就是分相。这样两个在时间上相差 90° 的电流通入两个在空间上相差 90° 的绕组,将会在空间上产生(两相)旋转磁场,在这个旋转磁场作用下,转子就能自动启动旋转起来。
三、单相电机电容的选择
可根据以下公式计算。
分相启动电容容量:
C = 350000·I/(2p·f·U·cos φ)
式中:I 为电流;f 为频率;U 为电压;2p 为功率因数大时取 2、功率因数小时取 4;cos φ 为功率因数(0.4~0.8)。分相启动电容耐压应大于或等于 1.42U。
运转电容容量:
C = 120000·I/(2p·f·U·cos φ)
式中:I 为电流;f 为频率;U 为电压;2p 取 2.4;cos φ 为功率因数(0.4~0.8)。运转电容耐压应大于或等于(2~2.3)U。
双值电容电机的启动电容容量:C =(1.5~2.5)× 运转电容容量,启动电容耐压应大于或等于 1.42U。
单相电机电容器的容量也可用经验公式 C = 350000I/(2pUfcos φ) 算出。例如某电机 250 W、供电 220 V AC,则 I = 250 W/220 V = 1.2 A,由公式可算得 C ≈ 24 μF,可以选择 350 V、30 μF 的电容,通常选择耐压 400~450 V 的电容;运行电容可按下式计算:C1 = 1950IN/(U1·cos φ)。启动电容一般为工作电容的 3 倍左右,可根据启动时负载大小来选——如果是 30 μF 的运行电容,那么可以选择 150 μF 的启动电容。