电机与拖动-单相异步电动机

单相异步电动机是一种广泛应用于家用电器和小型设备中的电动机类型，它主要由定子和转子两大部分组成。在单相异步电动机中，电流通过定子绕组产生一个脉动磁场，这是因为单相电源仅能提供一个交流电相位，导致磁场在时间和空间上呈现不对称的波动，而非像三相电机那样形成连续的旋转磁场。 当单相交流电通过定子绕组时，会产生一个沿着定子轴线方向变化的脉动磁场，此磁场可分解为两个大小相等、速度相同但方向相反的旋转磁场B1和B2。B1顺时针旋转，对转子产生顺时针方向的电磁转矩；B2逆时针旋转，产生逆时针方向的电磁转矩。由于这两个转矩在任何时候都相互抵消，因此电动机在静态时无法自行启动，起动转矩为零。 为了使单相异步电动机能够启动，通常采用两种方法：分相法和罩极法。 1. 分相法：这种方法利用两个在空间上相隔90度的绕组——工作绕组（主绕组）和起动绕组（副绕组）。起动绕组通过电容器C与电源串联，使得起动绕组电流i2与工作绕组电流i1之间有90度的相位差。这样，两个绕组产生的合成磁场会形成一个旋转磁场，驱动电动机启动。随着电动机旋转，旋转磁场会促使电动机持续运转。 2. 罩极法：在定子磁极的特定区域（通常是1/3处）装上一个短路环，即罩极。当电流通过定子绕组产生脉动磁场时，一部分磁通会通过铜环，使得罩极内外的磁通产生相位差，形成一个旋转磁场。这使得电动机转子能够在旋转磁场的作用下启动。 对于单相异步电动机的反转，分相式电动机可以通过改变工作绕组和起动绕组的相序来实现，而罩极式电动机则需要改变内部的罩极位置。至于调速，常见的方法包括降压调速、改变工作绕组或调速绕组的连接方式等。 单相异步电动机虽然结构简单，成本较低，但由于其固有的反向制动转矩，效率和负载能力通常低于三相异步电动机。不过，它们在家庭电器、通风设备和其他轻载应用中仍具有广泛的应用。