单相感应电动机的特点

单相异步电动机广泛应用于技术和日常生活中。从几分瓦到几百瓦的单相异步电动机的产量占所有小功率机器产量的一半以上，而且功率还在不断增加。

单相电机一般分为两大类：

• 通用电机 « 包括工业和家用电机；

• 自动设备的电机——受控和不受控的交流电机和专用小功率电机（测速发电机、旋转变压器、自调式电机等）。

很大一部分异步电动机是设计用于在单相交流网络上运行的通用电动机。但是，有一组相当广泛的通用异步电动机设计用于在单相和三相网络中工作。

通用发动机的设计实际上与 三相异步电机的传统设计… 在三相网络上运行时，这些电机具有与三相电机相似的特性。

单相电机有一个鼠笼式转子，定子绕组可以制造成不同的版本。大多数情况下，填充三分之二槽的工作绕组和填充剩余三分之一槽的启动绕组放置在定子上。运行线圈针对连续运行进行计算，启动线圈仅针对启动期间进行计算。因此，它由横截面较小的导线制成，并包含大量匝数。为了产生启动转矩，启动绕组包括相移元件——电阻器或电容器。

当放置在定子上的工作绕组具有两相在空间中混合90°时，小功率异步电动机可以是两相的。在其中一个相位中，始终包含一个相移元件——电容器或电阻器 Top，在线圈电流之间提供一定的相移。

它通常被称为带有永久连接到其中一相的电容器的电动机 电容器…移相电容器的电容值可能是恒定的，但在某些情况下，启动和运行模式下的电容值可能不同。

单相异步电动机的一个特点是能够沿不同方向旋转转子。旋转方向由初始扭矩的方向决定。

因此，在低转子电阻 (Ccr < 1) 下，单相电机无法在反向模式下运行。发动机模式对应于转子转数 0 < n < nc 在更高的速度下，发电机模式发生。

单相电机的一个特点是它的最大转矩取决于转子的电阻。随着转子的有效电阻增加，最大扭矩减小，并且随着电阻值 Skr > 1 的增加，它变为负值。

在选择驱动装置或机构的电动机类型时，需要了解其特性，主要有转矩特性（初始启动转矩、最大转矩、最小转矩）、旋转频率、振动声学特性。在某些情况下，还需要能量和重量特性。

例如，使用以下参数计算单相电机的特性：

• 相数——1；

• 电源频率——50赫兹；

• 电源电压 — 220 V；

• 定子绕组的有效电阻——5欧姆；

• 定子绕组的电感电阻 — 9.42 欧姆；

• 转子绕组的电感电阻 — 5.6 欧姆；

• 机器的轴向长度——0.1 m；

• 定子绕组的匝数 -320；

• 定子孔半径——0.0382 m；

• 通道数 — 48；

• 气隙 — 1.0 x 103 m。

• 转子电感系数 1.036。

单相绕组占定子槽的三分之二。

在图。图1表示单相电动机的电流与电磁转差转矩的依存关系。在理想空闲模式下，网络消耗的电机电流，主要是为了产生磁场，具有相对较大的值。

对于模拟电机，励磁电流的大小约为初始电流的 30%，对于相同功率的三相电机 - 10-15%。理想怠速模式下的电磁力矩为负值，随着转子回路电阻的增大而增大。在 滑倒 C=1，电磁力矩为零，证实模型运行正确。

如图。 1. 滑动过程中电机间隙中矢量势和磁感应强度的包络 s = 1

米。 2. 单相异步电动机电流和电磁转矩对转差的依赖性

有用功率和消耗功率对滑动的依赖性（图 3）具有传统特征。理想怠速模式下发动机的效率有一个负号对应负扭矩，该模式下的功率因数很低（模拟发动机为0.125）。

与三相电机相比，功率因数较低的原因是磁化电流较大。随着负载的增加，功率因数的值增加并变得与三相电机相当（图 4）。

米。 3. 单相异步电动机的有用功率和消耗功率对滑差的依赖性

米。 4. 单相异步电动机有用作用系数和功率对转差的依赖性

随着转子的有源电阻增加，电磁力矩的大小减小，并且在高于统一的临界转差率时，它变为负值。

在图。图 5 显示了单相转差电机的电磁力矩对电机二次介质电导率的不同值的依赖性。

米。 5.单相转差电机电磁力矩在不同转子电阻下的依赖性（1 — 17 x 106 Cm / m，2 — 1.7 x 106 Cm / m）

电容电机有两个永久连接到电网的绕组。其中一个直接连接到网络，第二个与提供必要相移的电容器串联。

两个绕组在定子上占据相同数量的槽，并且它们的匝数和电容器的电容以这样的方式计算，以提供一些滑差提供圆形旋转磁场。大多数情况下，名义滑移被接受。然而，在这种情况下，初始扭矩远小于标称扭矩。

初始模式的磁场是椭圆形的；磁场的反向运动分量的影响很大，如果从启动时获得圆场的条件出发，选择增大电容的电容量，则转矩减小，a名义滑动时能量指标下降。

第三种变体也是可能的，当圆形场对应于具有比标称模式中更大幅度的滑移时。但这条路径也不是最优的，因为扭矩的增加伴随着损失的显着增加。电容式电动机的启动转矩的增加可以通过增加转子的有功电阻来实现。这种方法会导致每次转差时损失增加，从而降低电机的效率。

米。 6.转差电容器电机电流的相关性（Azp.o — 工作线圈电流，Azk.o — 电容器线圈电流，E — 电机电流）

米。 7. 取决于消耗的 P1 和有用的 P2 转差功率的电容器

米。 8.转差电容电动机的有用作用系数和功率与电磁力矩的相关性

电容电机具有令人满意的能量性能，功率因数高，其值超过三相电机的功率因数，转子电阻增大，容量大，启动转矩高。同时，如上所述，发动机的效率值降低。

米。 9. 转差 s = 0.1 时电容电机的矢量图

矢量图（图 9）显示，在选定的电容器电容值下，电容器线圈电流相对于网络电压超前，而工作线圈电流滞后。该图还显示，当滑动接近标称值时，电机的磁场呈椭圆形。要获得圆形磁场，必须减小电容器的电容值，使两个线圈中的电流大小相等。

另请参阅此主题：多速单相电容电机