單相感應電機

顧名思義，這些感應電機在單相交流電源上執行。**單相感應電機**是最常見的電動機，因為它們通常用於家用和商用電器，如風扇、泵、洗衣機、空調、冰箱等。

雖然單相感應電機的效率相對低於三相感應電機，但它們被廣泛用作低功率應用中三相感應電機的替代品。

典型的單相感應電機由兩個主要部分組成——定子和轉子。單相感應電機的定子帶有單相繞組，而轉子採用鼠籠式結構。

如何使感應電機自啟動？

單相感應電機的主要缺點是它不自啟動，需要某種啟動機制。在單相感應電機中，定子繞組產生一個以正弦方式變化的脈動磁場。因此，該磁場在交流電的每個半週期後反轉其極性，但在空間中不旋轉。結果，這個交變磁場不會在靜止轉子中產生旋轉。然而，如果轉子透過某種外部手段在一個方向上旋轉，它將繼續沿旋轉方向執行。然而，這種啟動單相感應電機的方法在實踐中並不方便。

因此，為了使單相感應電機自啟動，我們需要在電機內部產生一個旋轉磁場。這可以透過提供一個附加繞組將單相交流電源轉換為兩相交流電源來實現。因此，單相感應電機在其定子上包含兩個繞組，即**主繞組**和**啟動繞組**。這兩個繞組彼此相差90°。

單相感應電機型別

根據採用使電機自啟動的方法，單相感應電機可分為以下三種類型：

• 分相感應電機

• 電容啟動感應電機

• 電容啟動電容執行感應電機

現在讓我們更詳細地討論每種感應電機。

分相感應電機

**分相感應電機**是一種單相感應電機，其定子包含兩個繞組，即啟動繞組和主繞組，其中啟動繞組與主繞組相差90°電角度。

啟動繞組僅在電機啟動期間工作。啟動繞組和主繞組的設計使得啟動繞組具有高電阻和相對低的電抗，而主繞組具有相對低的電阻和高的電抗，以便流過兩個繞組的電流具有約25°到30°的合理相位差($\alpha$)。

現在，當電機的啟動繞組連線到單相交流電源時，啟動繞組承載電流$\mathit{I_{s}}$，而主繞組承載電流$\mathit{I_{m}}$，如圖1所示。

由於啟動繞組設計為高電阻，而主繞組設計為高電感。因此，兩個繞組中的電流$\mathit{I_{s}}$和$\mathit{I_{m}}$具有約25°到30°的合理相位差。結果，在電機內部產生一個弱旋轉磁場，從而啟動電機。

電容啟動感應電機

這種型別的單相感應電機在啟動繞組串聯連線一個電容C，如圖2所示。該電容稱為啟動電容。啟動電容的值選擇使得啟動電流$\mathit{I_{s}}$比流過主繞組的電流$\mathit{I_{m}}$超前約80°。

一旦電機達到額定速度的約75%，離心開關將啟動繞組與電路隔離。然後，電機作為單相感應電機執行，並繼續加速直到達到正常速度。因此，在這種型別的單相感應電機中，與啟動繞組串聯的電容在兩個繞組之間引入相移，以便電機可以自啟動。

電容啟動電容執行感應電機

這種電機與電容啟動感應電機幾乎相同，只是啟動繞組沒有與電機電路斷開連線。因此，對於電容啟動電容執行感應電機，兩個繞組（啟動繞組和主繞組）在啟動和執行期間都保持連線到電源。

在這種電機中，在啟動繞組中使用兩個電容C₁和C₂，如圖3所示。具有小電容值的電容C₁用於電機的最佳執行，因此永久地與啟動繞組串聯連線，而較大的電容C₂與C₁並聯連線，並且它僅在啟動期間保持在電路中。當電機達到額定速度的約75%時，離心開關將啟動電容C₂與電路隔離。然後電機作為單相感應電機執行。

單相感應電機的應用

單相感應電機主要用於家用和商用電器，如風扇、空調、冰箱、空調、洗衣機等。以下是不同型別單相感應電機的一些應用：

• **分相感應電機**——這些電機最適合中等啟動轉矩的應用，如風扇、洗衣機、燃油燃燒器、小型機床等。

• **電容啟動感應電機**——這些電機適用於需要相對較高啟動轉矩的應用，如壓縮機、大型風扇、泵和高慣性負載等。

• **電容啟動電容執行感應電機**——這些電機適用於恆轉矩和無振動應用，如醫院裝置、錄音棚裝置以及許多其他在需要安靜的場合使用的裝置。