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机，因为它们常用于家用和商用电器，如风扇、水泵、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，但它们在小功率应用中广泛用作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，而转子则具有鼠笼式结构。

如何使感应电动机自启动？

单相感应电机的主要缺点是它不能自启动，而是需要一些启动机构。在单相感应电机中，定子绕组产生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都会反转其极性，但不会在空间中旋转。因此，这种交变磁场不会在静止的转子中产生旋转。尽管如此，如果转子通过某种外部手段沿一个方向旋转，它将继续沿旋转方向运行。然而，这种启动单相感应电动机的方法在实际中并不方便。

因此，为了使单相感应电动机自启动，我们需要在电动机内部产生旋转磁场。这可以通过提供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，单相感应电动机的定子上有两个绕组，即主绕组和启动绕组。这些绕组彼此异相 90°。

单相感应电机的类型

根据电机自启动的方法，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

  • 电容启动电容运转感应电动机

现在让我们更详细地讨论每一种感应电机。

分相感应电机

分相感应电动机是单相感应电动机的一种，其定子由两个绕组组成，即启动绕组和主绕组，其中启动绕组与主绕组呈90°电位移。

起动绕组仅在电动机起动期间工作。启动绕组和主绕组的设计使得启动绕组具有较高的电阻和相对较低的电抗，而主绕组具有相对较低的电阻和较高的电抗，从而使两个绕组中流动的电流具有合理的相位差（$\alpha$）约25°至30°。

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。

分相

由于启动绕组具有高电阻性，而主绕组具有高电感性。因此，两个绕组中的电流 $\mathit{I_{s}}$ 和 $\mathit{I_{m}}$ 具有约 25° 至 30° 的合理相位差。结果，启动电机内部产生微弱的旋转磁场。

电容启动感应电机

一种单相感应电动机，在启动绕组中串联一个电容器C，如图2所示。该电容器称为启动电容器。启动电容值的选择应使启动电流 $\mathit{I_{s}}$ 领先通过主绕组的电流 $\mathit{I_{m}}$ 约 80°。

电容器

一旦电机达到额定速度的 75% 左右，离心开关就会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至达到正常速度。因此，在这种类型的单相感应电动机中，与启动绕组串联的电容器在两个绕组之间引入相移，从而使电动机能够自行启动。

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。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与电源连接。

运行感应

在该电机中，两个电容器C 1和C 2用于启动绕组，如图3 所示。具有小电容值的电容器C 1用于电机的最佳运行，因此永久地与启动绕组串联连接，而较大的电容器C 2与C 1并联连接，并且仅在启动期间保留在电路中。当电机达到额定速度的75%左右时，启动电容器C 2通过离心开关与电路隔离。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、空气冷却器、洗衣机等。以下是不同种类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扭矩应用，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较高启动扭矩的应用，如压缩机、大型风扇、泵和高惯量负载等。

  • 电容启动电容运行感应电机- 这些电机适用于恒定扭矩和无振动应用，例如医院设备、工作室设备以及许多其他在注重安静的领域使用的设备。