单相异步电动机的工作原理解析

由于单相绕组通入单相交流电后，产生脉振磁场，磁场大小虽然在空间按正弦规律分布，但其幅值的位置在空间固定不变，因此单相异步电动机不能自行起动运转。

我们知道三相绕组会产生旋转磁场，两相绕组也会产中旋转磁场（见图8-65），但我国供电电源只有单相、三相电源，没有两相电源。为了起动单相电动机要安排两套绕组，即起动绕组（也叫辅绕组）和工作绕组（也叫主绕组），相隔90°电角度，再使两套绕组相位不同（最好相差90°）则变成两相绕组，起动电动机后，电动机就可以在单相电源上运行了。

让两套绕组的电流相位不同是利用电路性质来实现的，比如在电阻电路中，电流与电压同相位；电感电路中，电流落后电压一定角度；电容电路中，电流领先电压。工作绕组（主绕组）是感性的，在辅绕组加入电阻变成电阻性电路或加入电容器变成电容性电路，则主、副绕组中电流的相位就会产生差别，如图8-66所示。

图8-65 主、副绕组产生的两相旋转磁场示意图

a）主、副绕组的电流曲线 b）两相旋转磁场(www.xing528.com)

图8-66 主、副绕组中电流相位差

a）纯电阻的副绕组中电流i_a与主绕组中电流i_m的相位差 b）副绕组中加电容器时的电流i_a与主绕组中电流i_m的相位差

图8-66中曲线i_m是主绕组瞬时电流曲线，i_a是副绕组瞬时电流曲线，这两条电流曲线相位差为φ。在t₁时，i_m=0，i_a为正方向最大，按右手定则可知i_a产生的磁通向上，在t₂时i_a=0，i_m最大，其产生的磁通φ向左。达到t₅后，可以看到磁场是逆时针旋转一周，因此产生了旋转磁场。有了旋转磁场，单相电动机的工作原理就跟三相电动机一样，用感应定律和左、右手定则进行分析。