单相电机转动原理

单相电机转动原理

一般来说，类似情况的洗衣机电气故障多为电容损毁引起；若非如此，那就不得不“恭喜您中奖了”——换电机吧。这里，国标单相电机厂家提醒诸位，甭琢磨着修理绕组损毁的单相电机，须知修理过程太过繁琐费神，完工后往往比换一台费用高。

单相异步电机多为两相绕组

单相异步电机多数情况下不仅仅只有一相或一套绕组，但供电电源为单相，广泛地用于日常生活和各行各业的小功率驱动中。

与三相异步电机相比，要求在单相电源条件下工作，定子上具有适于单相电源工作的绕组结构，转子为结构简单、可靠的笼型短路转子。

单绕组异步电机

    当单相正弦电流通过定子绕组时，定子上单绕组所产生的是脉振磁势，分解得到的将是正、逆序幅值相等的旋转磁势。

● 电机是静止的

短路的转子(堵转状态)对正、逆序磁势产生效应相等的反作用，与定子合成后会产生正、逆序相等的磁场(磁密)，于是电机在转速n=0时所产生的正、逆序转矩也相等，即
Tf=Tb
电机的起动转矩
Tst= Tf-Tb=0
这就是说单绕组单相异步电机没有起动转矩。

● 转子起动以后

当转子以某一转速旋转或用手拨一下转起来后，转子对顺向它旋转的正序磁势的反作用，与对逆向磁势的反作用是截然不同的。

转子与正序磁势间的转差率小，转子近乎开路，转子正序电流小，经转子反作用后合成的正序旋转磁场仍然较大，磁密及反电势均较大，正序转矩值Tf也较大。

但是转子对逆序磁势来说则是短路的，呈现出很强的去磁阻尼效应。这时逆序阻抗值较小，转子的逆序电流分量较大。由于转子的去磁，合成的逆序磁场幅值将很小，磁密、反电势等也较小，于是所产生的逆序转矩Tb较小。

正、逆序转矩之差便是电机所实际产生的转矩，即转子起动以后顺转向驱动转矩T=Tb-Tf>0为正。

● 单绕组异步电机独有特点

以上分析表明：单绕组异步电机没有起到转矩。但是如果能驱使转子转起来，电机却可以在旋转方向产生驱动转矩，使它连续转动。

双绕组单相异步电机

为实现单相电动机能自动旋转，单相异步电机通常为双绕组电机。

● 电阻或电容起动单相异步电机

这两种电机统称为分相起动异步电机。除了有决定运行性能的主绕组外，还有备用的辅助副绕组(简称副绕组)。

起动电机合闸时，主、副绕组同时通电，产生起动转矩，电机转起来。起动过程完了后，由继电器开关断开副回路(切掉起动绕组或副绕组)，电机便仅由主绕组来工作。这类电机的副绕组多与主绕组在空间成90电角度正交安放，也有成任意角度θ非正交安放，起动绕组要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度。

为产生旋转磁场，除要求两相绕组在空间位置上不同外，还要有电流时间相位上的相位差。这就要求副相绕组回路电阻与电抗间的比例关系与主相参数的比例关系有所不同。靠增大副绕组电阻以实现主、副相间的相位移，称为单相电阻起动异步电动机；靠在副绕组支路串联上电容，使两绕组电流相位不同来起动的为电容起动异步电动机。

● 单相罩极电动机

在单相电动机中，产生旋转磁场的另一种方法称为罩极法，又称单相罩极式电动机。此种电动机定子做成凸极式的，有两极和四极两种。

每个磁极在1/3-1/4全极面处开有小槽，把磁极分成两个部分，在小的部分上套装上一个短路铜环，好象把这部分磁极罩起来一样，所以叫罩极式电动机。单相绕组套装在整个磁极上，每个极的线圈是串联的，连接时必须使其产生的极性依次按N、S、N、S排列。

当定子绕组通电后，在磁极中产生主磁通，根据楞次定律，其中穿过短路铜环的主磁通在铜环内产生一个在相位上滞后90度的感应电流，此电流产生的磁通在相位上也滞后于主磁通，它的作用与电容式电动机的起动绕组相当。从而产生旋转磁场使电动机转动起来。

● 单相电容运转异步电动机
单相电容运转异步电动机简称电容电动机。这类电机在运行时，副绕组也连于电网上同时工作，且经适当设计可使电机对既定负载呈圆形旋转磁场运行。

两相平均负担负载，效率高、噪声低、运行性能好。所以电容电动机应用的最为广泛，其连线方式也多。有两相绕组轴线成90°电角度的L型串联或并联连线、两相绕组轴线成任意电角度θ的非正交连线、两相绕组轴线成90°电角度的带抽头型或T型连线。

有时由于需要较大起动转矩，可在起动时另外并上一个电容，起动完了后自动断开此电容。这样既可满足起动性能要求，又可保持较好的运行性能，称之为单相电容起动与运转异步电动机。