單相感應電動機的特點

單相異步電動機廣泛應用於技術和日常生活中。從幾分瓦到幾百瓦的單相異步電動機的產量佔所有小功率機器產量的一半以上，而且功率還在不斷增加。

單相電機一般分為兩大類：

• 通用電機 « 包括工業和家用電機；

• 自動設備的電機——受控和不受控的交流電機和專用小功率電機（測速發電機、旋轉變壓器、自調式電機等）。

很大一部分異步電動機是設計用於在單相交流網絡上運行的通用電動機。但是，有一組相當廣泛的通用異步電動機設計用於在單相和三相網絡中工作。

通用發動機的設計實際上與 三相異步電機的傳統設計… 在三相網絡上運行時，這些電機具有與三相電機相似的特性。

單相電機有一個鼠籠式轉子，定子繞組可以製造成不同的版本。大多數情況下，填充三分之二槽的工作繞組和填充剩餘三分之一槽的啟動繞組放置在定子上。運行線圈針對連續運行進行計算，啟動線圈僅針對啟動期間進行計算。因此，它由橫截面較小的導線製成，並包含大量匝數。為了產生啟動轉矩，啟動繞組包括相移元件——電阻器或電容器。

當放置在定子上的工作繞組具有兩相在空間中混合90°時，小功率異步電動機可以是兩相的。在其中一個相位中，始終包含一個相移元件——電容器或電阻器 Top，在線圈電流之間提供一定的相移。

它通常被稱為帶有永久連接到其中一相的電容器的電動機 電容器…移相電容器的電容值可能是恆定的，但在某些情況下，啟動和運行模式下的電容值可能不同。

單相異步電動機的一個特點是能夠沿不同方向旋轉轉子。旋轉方向由初始扭矩的方向決定。

因此，在低轉子電阻 (Ccr < 1) 下，單相電機無法在反向模式下運行。發動機模式對應於轉子轉數 0 < n < nc 在更高的速度下，發電機模式發生。

單相電機的一個特點是它的最大轉矩取決於轉子的電阻。隨著轉子的有效電阻增加，最大扭矩減小，並且隨著電阻值 Skr > 1 的增加，它變為負值。

在選擇驅動裝置或機構的電動機類型時，需要了解其特性，主要有轉矩特性（初始啟動轉矩、最大轉矩、最小轉矩）、旋轉頻率、振動聲學特性。在某些情況下，還需要能量和重量特性。

例如，使用以下參數計算單相電機的特性：

• 相數——1；

• 電源頻率——50赫茲；

• 電源電壓 — 220 V；

• 定子繞組的有效電阻——5歐姆；

• 定子繞組的電感電阻 — 9.42 歐姆；

• 轉子繞組的電感電阻 — 5.6 歐姆；

• 機器的軸向長度——0.1 m；

• 定子繞組的匝數 -320；

• 定子孔半徑——0.0382 m；

• 通道數 — 48；

• 氣隙 — 1.0 x 103 m。

• 轉子電感係數 1.036。

單相繞組佔定子槽的三分之二。

在圖。圖1表示單相電動機的電流與電磁轉差轉矩的依存關係。在理想空閒模式下，網絡消耗的電機電流，主要是為了產生磁場，具有相對較大的值。

對於模擬電機，勵磁電流的大小約為初始電流的 30%，對於相同功率的三相電機 - 10-15%。理想怠速模式下的電磁力矩為負值，隨著轉子迴路電阻的增大而增大。在 滑倒 C=1，電磁力矩為零，證實模型運行正確。

如圖。 1. 滑動過程中電機間隙中的矢量勢和磁感應強度的包絡 s = 1

米。 2. 單相異步電動機電流和電磁轉矩對轉差的依賴性

有用功率和消耗功率對滑動的依賴性（圖 3）具有傳統特徵。理想怠速模式下發動機的效率有一個負號對應負扭矩，該模式下的功率因數很低（模擬發動機為0.125）。

與三相電機相比，功率因數較低的原因是磁化電流較大。隨著負載的增加，功率因數的值增加並變得與三相電機相當（圖 4）。

米。 3. 單相異步電動機的有用功率和消耗功率對滑差的依賴性

米。 4. 單相異步電動機有用作用係數和功率對轉差的依賴性

隨著轉子的有源電阻增加，電磁力矩的大小減小，並且在高於統一的臨界轉差率時，它變為負值。

在圖。圖 5 顯示了單相轉差電機的電磁力矩對電機二次介質電導率的不同值的依賴性。

米。 5.單相轉差電機電磁力矩在不同轉子電阻下的依賴性（1 — 17 x 106 Cm / m，2 — 1.7 x 106 Cm / m）

電容電機有兩個永久連接到電網的繞組。其中一個直接連接到網絡，第二個與提供必要相移的電容器串聯。

兩個繞組在定子上佔據相同數量的槽，並且它們的匝數和電容器的電容以這樣的方式計算，以提供一些滑差提供圓形旋轉磁場。大多數情況下，名義滑移被接受。然而，在這種情況下，初始扭矩遠小於標稱扭矩。

初始模式的磁場是橢圓形的；磁場的反向運動分量的影響很大，如果從啟動時獲得圓場的條件出發，選擇增大電容的電容量，則轉矩減小，a名義滑動時能量指標下降。

第三種變體也是可能的，當圓形場對應於具有比標稱模式中更大幅度的滑移時。但這條路徑也不是最優的，因為扭矩的增加伴隨著損失的顯著增加。電容式電動機的啟動轉矩的增加可以通過增加轉子的有功電阻來實現。這種方法會導致每次轉差時損失增加，從而降低電機的效率。

米。 6.轉差電容器電機電流的相關性（Azp.o — 工作線圈電流，Azk.o — 電容器線圈電流，E — 電機電流）

米。 7. 取決於消耗的 P1 和有用的 P2 轉差功率的電容器

米。 8.轉差電容電動機的有用作用係數和功率與電磁力矩的相關性

電容電機具有令人滿意的能量性能，功率因數高，其值超過三相電機的功率因數，轉子電阻增大，容量大，啟動轉矩大。同時，如上所述，發動機的效率值降低。

米。 9. 轉差 s = 0.1 時電容電機的矢量圖

矢量圖（圖 9）顯示，在選定的電容器電容值下，電容器線圈電流相對於網絡電壓超前，而工作線圈電流滯後。該圖還顯示，當滑動接近標稱值時，電機的磁場呈橢圓形。要獲得圓形磁場，必須減小電容器的電容值，使兩個線圈中的電流大小相等。

另請參閱此主題：多速單相電容電機