单相异步电动机的几种类型及特点

为了使单相异步电动机能够产生起动转矩，关键是如何在起动时在电机内部形成一个旋转磁场。根据获得旋转磁场方式的不同，单相异步电动机可分为分相电动机和罩极电动机两大类型。

1.分相起动电动机

在分析交流绕组磁动势时曾得出一个结论，只要在空间不同相的绕组中通入不同相的电流，就能产生一旋转磁场，分相起动电动机就是根据这一原理设计的。

分相起动电动机包括电容起动电动机、电容电动机和电阻起动电动机。

（1）电容起动电动机。定子上有两个绕组，一个称为工作绕组（或称主绕组），用1表示，另一个称为起动绕组（或称为辅助绕组），用2表示。两绕组在空间相差90°。在起动绕组回路中串接起动电容C，做电流分相用，并通过离心开关S或继电器触点S与工作绕组并联在同一单相电源上，如图2-49（a）所示。因工作绕组呈感性，滞后于。若适当选择电容C。使流过起动绕组的电流超前90°，如图2-49（b）所示，这就相当于在时间相位上互差90°的两相电流流入在空间相差90°的两相绕组中，便在气隙中产生旋转磁场，并在该磁场作用下产生电磁转矩使电动机转动。

图2-49　单相电容起动电动机

（a）电路图；（b）相量图

这种电动机的起动绕组是按短时工作设计的，所以当电动机转速达70%～85%同步转速时，起动绕组和起动电容器C就在离心开关S作用下自动退出工作，这时电动机就在工作绕组单独作用下运行。

图2-50　单相电容电动机

欲改变电容起动电动机的转向，只需将工作绕组或起动绕组的两个出线端对调，也就是改变起动时旋转磁场的旋转方向即可。(www.xing528.com)

（2）电容电动机。在起动绕组中串入电容后，不仅能产生较大的起动转矩，而且运行时还能改善电动机的功率因数和提高过载能力。为了改善单相异步电动机的运行性能，电动机起动后，可不切除串有电容器的起动绕组，这种电动机称为电容电动机，如图2-50所示。

电容电动机实质上是一台两相异步电动机，因此起动绕组应按长期工作方式设计。

必须指出，由于电动机工作时比起动时所需的电容小，所以在电动机起动后，必须利用离心开关S把起动电容Cst切除。工作电容C便于工作绕组及起动绕组一起参与运行。

使电容电动机反转的方法与电容起动电动机相同，即把工作绕组或起动绕组的两个出线端对调就可以了。

（3）电阻起动电动机。电阻起动电动机的起动绕组的电流不用串联电容而用串联电阻的方法来分担，但由于此时与之间的相位差较小，因此其起动转矩较小，只适用于空载或轻载起动的场合。

2.罩极电动机

罩极电动机的定子一般都采用凸极式的，工作绕组集中绕制，套在定子磁极上。在极靴表面的处开有一个小槽，并用短路铜环把这部分磁极罩起来，故称罩极电动机。短路铜环起了起动绕组的作用，称为起动绕组。罩极电动机的转子仍做成笼形，如图2-51（a）所示。

图2-51　单相罩极电动机

（a）绕组接线图；（b）相量图

当工作绕组通入单相交流电后，将产生脉振磁通，其中一部分磁通不穿过短路铜环，另一部分磁通则穿过短路铜环。由于与都是由工作绕组中的电流产生的，故与同相位并且Φ1＞Φ2。由脉振磁通在短路环中产生感应电动势，它滞后90°。由于短路铜环闭合，在短路铜环中就有滞后于为φ角的电流产生，它又产生与同相的磁通，它也穿链于短路环，因此罩极部分穿链的总磁通为=+，如图2-51（b）所示。由此可见，未罩极部分磁通与被罩极部分磁通，不仅在空间而且在时间上均有相位差，因此它们的合成磁场将是一个由超前转向滞后相的旋转磁场（即由未罩极部分转向罩极部分）。由此产生电磁转矩，其方向也由未罩极部分转向罩极部分。