众所周知,我们日常用的单相交流电,它的电压波形是一条正弦曲线。如果直接通入电机的两组线圈(主绕组和副绕组),产生的磁场只是大小和方向不断变化,不能产生旋转磁场。单相电机加电容,主要是为了“产生一个相位差,使得电机的起动转矩得以产生。

当单相电机启动时,电容器能让主、副绕组的磁场产生相位差,进而形成旋转磁场,为电机提供足够的起动力。另外,通过添加电容器,可以改善单相电机的功率因数。电容器通过提供额外的无功功率来抵消单相电机的感性无功功率,从而提高功率因素,提高电机的效率。所以,电容对于单相电机来说,就像一个必不可少的“启动器”和“运行助手”,是它克服单相电先天缺陷、实现正常工作的关键部件。
图1的铝电解电容器介质采用氧化铝介质+电解液,容量大、价格适中、稳定性好,被广泛应用于制冷系统中,作为单相压缩机的启动电容和运行电容。

图1
在实际单相交流电电路中,最常见的是应用如图2所示,在启动-运行绕组间接一运行电容;而在一些电机比较难启动的应用,如交流单相电的冷冻冷藏制冷系统压缩机,经常会遇到因电压过低、压差大导致的启动扭矩大、启动困难等情况,通常会在如图3的电路中加继电器启动电容协助压缩机启动,启动后通过继电器将启动电容切换到运行电容。

图2 只有运行电容电路

图3 带启动电容电路
电解电容的特点:
01
电解电容器的内部芯包有粘糊状(液体)的电解液,电容器在倒置存放或使用时,电解液会流到电容器引出端方向,引出端盖的内部有与外部连接的两个引出箔,在通电过程中极易使两极导通,引起电容器的两极短路,即:电容器电击穿。
02
电解电容器的内部电解液是电容器通电工作时的实际阴极,所以要保证其内部芯包内电解液的充分含量。直立向上的电容器,在通电工作中产生热,即使芯包内有电解液挥发,当停止通电后的间歇时间内,随着温度的降低,成气态挥发的电解液会逐渐恢复成液态,并自然流向下面的芯包内,这样可以继续补充电容器芯包的电解液含量;相反,倒置安装的电容器其恢复成液态的电解液都会流向引出端,不会重新补充到芯包内,使电容器干涸过早失效,造成电容器气击穿或爆炸。
03
电解电容器在通电工作中,由于电解的作用使电容器内部产生气体,通电时间越长,壳内产生气体会越多、温度也会越高,电容器壳内外的气压差值随着通电电压和通电时间的增加而增大,气体向上方冲击,从盖板上端的防爆阀挥发,如倒置安装,产生的气体冲向壳底后折返到下部盖板,盖板直接受力减弱,承受的气体力不能直接从防爆阀泄出,造成电容器卡簧脱落甚至爆炸。

图4 电容正向放置(建议)

图5 电容水平放置(建议)

图6 电容水平放置(不建议)
结合上述对电解电容器的特点分析,为了避免倒置安装使用对电容器的影响,建议优先按图4正向放置,当安装空间有限时可按图5水平放置,不建议按图6倒置安装,避免出现电解液流失、短路、或爆炸等隐患。



