单相感应电机

顾名思义，这些感应电机在单相交流电源上运行。**单相感应电机**是最常见的电动机，因为它们通常用于家用和商用电器，如风扇、泵、洗衣机、空调、冰箱等。

虽然单相感应电机的效率相对低于三相感应电机，但它们被广泛用作低功率应用中三相感应电机的替代品。

典型的单相感应电机由两个主要部分组成——定子和转子。单相感应电机的定子带有单相绕组，而转子采用鼠笼式结构。

如何使感应电机自启动？

单相感应电机的主要缺点是它不自启动，需要某种启动机制。在单相感应电机中，定子绕组产生一个以正弦方式变化的脉动磁场。因此，该磁场在交流电的每个半周期后反转其极性，但在空间中不旋转。结果，这个交变磁场不会在静止转子中产生旋转。然而，如果转子通过某种外部手段在一个方向上旋转，它将继续沿旋转方向运行。然而，这种启动单相感应电机的方法在实践中并不方便。

因此，为了使单相感应电机自启动，我们需要在电机内部产生一个旋转磁场。这可以通过提供一个附加绕组将单相交流电源转换为两相交流电源来实现。因此，单相感应电机在其定子上包含两个绕组，即**主绕组**和**启动绕组**。这两个绕组彼此相差90°。

单相感应电机类型

根据采用使电机自启动的方法，单相感应电机可分为以下三种类型：

• 分相感应电机

• 电容启动感应电机

• 电容启动电容运行感应电机

现在让我们更详细地讨论每种感应电机。

分相感应电机

**分相感应电机**是一种单相感应电机，其定子包含两个绕组，即启动绕组和主绕组，其中启动绕组与主绕组相差90°电角度。

启动绕组仅在电机启动期间工作。启动绕组和主绕组的设计使得启动绕组具有高电阻和相对低的电抗，而主绕组具有相对低的电阻和高的电抗，以便流过两个绕组的电流具有约25°到30°的合理相位差($\alpha$)。

现在，当电机的启动绕组连接到单相交流电源时，启动绕组承载电流$\mathit{I_{s}}$，而主绕组承载电流$\mathit{I_{m}}$，如图1所示。

由于启动绕组设计为高电阻，而主绕组设计为高电感。因此，两个绕组中的电流$\mathit{I_{s}}$和$\mathit{I_{m}}$具有约25°到30°的合理相位差。结果，在电机内部产生一个弱旋转磁场，从而启动电机。

电容启动感应电机

这种类型的单相感应电机在启动绕组串联连接一个电容C，如图2所示。该电容称为启动电容。启动电容的值选择使得启动电流$\mathit{I_{s}}$比流过主绕组的电流$\mathit{I_{m}}$超前约80°。

一旦电机达到额定速度的约75%，离心开关将启动绕组与电路隔离。然后，电机作为单相感应电机运行，并继续加速直到达到正常速度。因此，在这种类型的单相感应电机中，与启动绕组串联的电容在两个绕组之间引入相移，以便电机可以自启动。

电容启动电容运行感应电机

这种电机与电容启动感应电机几乎相同，只是启动绕组没有与电机电路断开连接。因此，对于电容启动电容运行感应电机，两个绕组（启动绕组和主绕组）在启动和运行期间都保持连接到电源。

在这种电机中，在启动绕组中使用两个电容C₁和C₂，如图3所示。具有小电容值的电容C₁用于电机的最佳运行，因此永久地与启动绕组串联连接，而较大的电容C₂与C₁并联连接，并且它仅在启动期间保持在电路中。当电机达到额定速度的约75%时，离心开关将启动电容C₂与电路隔离。然后电机作为单相感应电机运行。

单相感应电机的应用

单相感应电机主要用于家用和商用电器，如风扇、空调、冰箱、空调、洗衣机等。以下是不同类型单相感应电机的一些应用：

• **分相感应电机**——这些电机最适合中等启动转矩的应用，如风扇、洗衣机、燃油燃烧器、小型机床等。

• **电容启动感应电机**——这些电机适用于需要相对较高启动转矩的应用，如压缩机、大型风扇、泵和高惯性负载等。

• **电容启动电容运行感应电机**——这些电机适用于恒转矩和无振动应用，如医院设备、录音棚设备以及许多其他在需要安静的场合使用的设备。