單相異步電動機(jī)只有一個繞組,轉(zhuǎn)子是鼠籠式的。當(dāng)單相正弦電流通過定子繞組時,電動機(jī)就會產(chǎn)生一個交變磁場,這個磁場的強(qiáng)弱和方向隨時間作正弦規(guī)律變化,但在空間方位上是固定的,所以又稱這個磁場是交變脈動磁場。這個交變脈動磁場可分解為兩個以相同轉(zhuǎn)速、旋轉(zhuǎn)方向互為相反的旋轉(zhuǎn)磁場,當(dāng)轉(zhuǎn)子靜止時,這兩個旋轉(zhuǎn)磁場在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生兩個大小相等、方向相反的轉(zhuǎn)矩,使得合成轉(zhuǎn)矩為零,所以電動機(jī)無法旋轉(zhuǎn)。當(dāng)我們用外力使電動機(jī)向某一方向旋轉(zhuǎn)時(如順時針方向旋轉(zhuǎn)),這時轉(zhuǎn)子與順時針旋轉(zhuǎn)方向的旋轉(zhuǎn)磁場間的切割磁力線運(yùn)動變??;轉(zhuǎn)子與逆時針旋轉(zhuǎn)方向的旋轉(zhuǎn)磁場間的切割磁力線運(yùn)動變大。這樣平衡就打破了,轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的總的電磁轉(zhuǎn)矩將不再是零,轉(zhuǎn)子將順著推動方向旋轉(zhuǎn)起來。更多資訊盡在中國智能電工網(wǎng)。
要使單相電動機(jī)能自動旋轉(zhuǎn)起來,我們可在定子中加上一個起動繞組,起動繞組與主繞組在空間上相差90度,起動繞組要串接一個合適的電容,使得與主繞組的電流在相位上近似相差90度,即所謂的分相原理。這樣兩個在時間上相差90度的電流通入兩個在空間上相差90度的繞組,將會在空間上產(chǎn)生(兩相)旋轉(zhuǎn)磁場。
在這個旋轉(zhuǎn)磁場作用下,轉(zhuǎn)子就能自動起動,起動后,待轉(zhuǎn)速升到一定時,借助于一個安裝在轉(zhuǎn)子上的離心開關(guān)或其他自動控制裝置將起動繞組斷開,正常工作時只有主繞組工作。因此,起動繞組可以做成短時工作方式。但有很多時候,起動繞組并不斷開,我們稱這種電動機(jī)為電容式單相電動機(jī),要改變這種電動機(jī)的轉(zhuǎn)向,可由改變電容器串接的位置來實(shí)現(xiàn)。
在單相異步電動機(jī)中,產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的另一種方法稱為罩極法,又稱單相罩極式電動機(jī)。此種電動機(jī)定子做成凸極式的,有兩極和四極兩種。每個磁極在1/3--1/4全極面處開有小槽,把磁極分成兩個部分,在小的部分上套裝上一個短路銅環(huán),好象把這部分磁極罩起來一樣,所以叫罩極式電動機(jī)。單相繞組套裝在整個磁極上,每個極的線圈是串聯(lián)的,連接時必須使其產(chǎn)生的極性依次按n、s、n、s排列。當(dāng)定子繞組通電后,在磁極中產(chǎn)生主磁通,根據(jù)楞次定律,其中穿過短路銅環(huán)的主磁通在銅環(huán)內(nèi)產(chǎn)生一個在相位上滯后90度的感應(yīng)電流,此電流產(chǎn)生的磁通在相位上也滯后于主磁通,它的作用與電容式電動機(jī)的起動繞組相當(dāng),從而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場使單相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)動起來。
那么,單相異步電動機(jī)又要如何實(shí)現(xiàn)降壓啟動呢?
電動機(jī)的起動電流近似的與定子的電壓成正比,因此要采用降低定子電壓的辦法來限制起動電流,即為降壓起動。對于因直接起動沖擊電流過大而無法承受的場合,通常采用減壓起動,此時,起動轉(zhuǎn)矩下降,起動電流也下降,只適合必須減小起動電流,又對起動轉(zhuǎn)矩要求不高的場合。
降壓啟動是指電動機(jī)在啟動時降低加在定子繞組上的電壓,啟動結(jié)束時加額定電壓運(yùn)行的啟動方式。降壓啟動雖然能起到降低電動機(jī)啟動電流的目的,但由于電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩與電壓的平方成正比,因此存在降壓啟動時電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩較小較多的弊端,所以這種方法一般只適用于電動機(jī)空載或者輕載的啟動。常見降壓起動方法:定子串電阻降壓起動、y/δ起動控制線路、延邊三角起動、自耦變壓器降壓起動。