现阶段，三相交流电网出现的停电现象具有一定的普遍性和广泛性。为了满足急需用电的需求，三相异步电动机的改装受到了广泛的关注。在实际中，三相异步电动机的改装主要是通过在其外部连接电容器实现。改装的异步发电机具有显著的优势，比如结构简单、成本较低、维修便捷和性能良好等。为了全面发挥异步发电机的功能，本文从其电容器的作用、连接，发电机的工作原理、负载特性，三相异步电动机用作异步发电机的实验步骤和实际操作等方面展开了论述。

　　1 三相异步发电机电容器概况

　　1.1 电容器的作用

　　电容器是储藏电荷的设备。目前，最典型、最简单的电容器是平行板电容器，它由两块金属板构成。这两块金属板处于平行正对的状态，且相互绝缘。电容器最显著的特点就是充电和放电，其中，充电是指电容器极板的带电过程，而放电是指电容器极板失去电荷的过程。

　　目前，电容器的应用十分普遍，主要服务对象为电工、电子技术电路。电容器在三相异步发电机中的作用主要体现在以下两方面：①励磁。对于三相异步发电机而言，电容器有着显著的作用。电容器通过充电和放电，可为定子电路提供持续的电流。在此基础上，剩磁得到了加强，在循环往复下，磁场和感生电流也得到了相应的加强，最终促进励磁目标的达成。此时的电容器也可以称作“励磁电容器”。②均衡电压。三相异步发电机中的电路具有对称性，三相电压的值恒相等，电容器的作用、承受电压的效果均相同，进而保证了端电压的稳定。

　　1.2 电容器的连接

　　在三相异步发电机与电容器连接的过程中，要保证二者型号一致。如果连接的形状为三角形，则需要3个电容器。具体的连接方法为：将每个电容器的首端与邻近电容器的尾端连接，然后将3个连接点与异步电动机的输入端线连接。如果连接的形状为星形，也需要3个电容器。具体的连接方法为：首先将电容器的尾端连接，其次连接电容器的外壳与中性线，最后再将电容器的首端与三相异步发电机的输入端线连接。

　　2 三相异步发电机的工作原理

　　2.1 发电原理

　　在发电过程中，要保证三相异步发电机同时满足两个要求，即机械能的输入和电容器的连接。为了将三相异步电动机用作异步发电机，要明确异步发电机的发电原理。为了使发电机实现发电，就必须满足电磁感应定律的相关要求，即必须具备导体和磁场，且导体与磁场必须保持相对切割运动。只有同时满足这三个要求，才能产生感应电动势。但三相异步发电机未能满足上述要求。为了有效解决励磁问题，对异步发电机采取了单独发电的措施，以保证其自身发电的可靠性和稳定性。

　　2.2 自励原理

　　直流发电机与同步发电机的自励原理相似，主要体现在自励过程均借助起始电动势，再结合相应的方法，实现对剩磁的获取，最终使发电机发电。但针对本文的异步发电机，在其中并入了电容器，通过实验测出了微弱的电压，即异步发电机的剩磁电动势。

　　对于异步发电机而言，其运行的场合均具有单独性。为了使异步发电机获得励磁电流，需要运用自励的方法。具体操作如下：将异步发电机中的定子端点与电容器连接，此时的电容器要具备适当的容量，在此基础上，便可以获得相应的励磁电流。

　　异步发电机借助原动机的拖动开始运转后，在转子剩磁的作用下，定子绕组可以感应剩磁电势。此时的电动势体现在电容器上，进而实现了电容电流的获取。电容电流会产生一定的磁场，使得异步发电机的磁场有所加强，与此同时，电动势也将进一步增大。在循环往复下，助磁现象具有了一定的持续性，最终发电机获取的励磁电流与电容电流实现了平衡。当励磁电容充足时，发电机便有了一定的电压。

　　2.3 负载特性

　　对异步发电机负载特性进行分析具有十分重要的意义。通过系统的分析可以掌握异步发电机的发电特性，这样能提升发电机发电的可靠性和高效性。由负载特性曲线可知，负载电流与端电压有着紧密的联系——当负载电流为空载时，输出电压的最大值位于100%处。当负载电流持续上升时，端电压大幅下降;与对应的临界值相比，负载电流处于超负荷状态，此时电流迅速下降，端电压不具有稳定性，且持续下降，最终端电压和负载电流均降至空载。对于异步发电机而言，其带感性负载能力与带电阻负载能力相比，前者相对较差，因此，异步发电机适合提供照明负载，此时的供给动力负载相对较小。通常情况下，发电机的容量可以控制在20%以下，与发电机电容相比，单机电容要低于10%.在实际运行过程中，要对负载予以高度重视，并适当增减电容的投入量。只有这样，才能保证端电压的大小合适。另外，要特别注意发电机的负载——如果负载过重，则会导致电压降为零。

　　2.4 运行特性

　　对异步发电机的运行特性进行研究，主要是为了避免三相短路问题的出现。如果出现三相短路问题，则会导致电流超过临界值。由异步发电机的负载特性可知，当电流超过临界值时，端电压与电流均会持续下降，直至为零，因此，此时的短路电流相对较小。异步发电机的运行特性是显著的，在实际运行过程中，可以简化其短路保护或者对其短路保护不予以考虑。

　　3 三相异步电动机用作异步发电机

　　3.1 实验步骤

　　在实验前，需要准备好相应的设备，主要包括1台三相异步电动机、1台动力设备、3个电容器和1个三相闸刀开关。具体的实验步骤如下：首先，将三相异步电动机与电容器相连接，连接形状可以为三角形，也可以为星形。连接好电容器后开始组装三相异步发电机。其次，将三相输出电路与三相闸刀开关相连接，启动动力设备。在动力设备的带动下，三相异步发电机在空载运转后逐渐达到正常转速。再次，闭合三相闸刀开关，向负载供电。最后，在停机车过程中，断开负荷开关、电容开关，同时停止驱动，发电机电流迅速降为零。停机后，仍保持了一定的剩磁，进而避免了飞车问题的出现。

　　3.2 实际操作

　　异步发电机的实际操作步骤如下：首先，启动原动机，观察机组的转速。当机组转速达到额定值时，投入主电容器。此时，需要观察发电机控制盘的电压表，在原动机持续加速过程中，使电压达到额定值。其次，在载负荷情况下，将原动机开大，并投入附加电容器。此时，观察发电机控制盘上的电压表和频率表，并适当调节原动机转速和附加电容器投入的组数，使发电机端电压保持恒定值。最后，停电关机。此时，原动机转速位于零，机组停止转动，外线送电开关、主电容器开关、附加电容器开关均处于断开状态。

　　3.3 问题与对策

　　由实验步骤和实际操作可知，当机组转速高于额定转速时，发电机不具备空载电压。导致这种情况出现的原因主要有以下三个：①剩磁不足或者剩磁消失。解决对策——利用6～12 V的干电池或者同电压的直流电源在发电机定子的两相间充磁，充磁时间维持在2～3 min。在此基础上，便可保证发电机建压的有效性。②励磁电容器损坏。解决对策——检测电容器，明确其损坏程度，并采取有针对性的维修措施，保证电容器作用的最大化。③异步电动机自身因素。异步电动机本身存在故障，比如转子断条。此时，改装的异步发电机不能正常运行。因此，在改装前，需要对异步电动机展开全方位的检查，并及时、有效处理其中存在的问题，这样才能确保改装的异步发电机合理、高效地运行。

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