本文仅对其中常用到的电容分相式和罩极式电动机作简单介绍。
1.电容分相式单相异步电动机的工作原理
单相异步电动机在结构上与三相笼型异步电动机有些相似,转子绕组都为笼型,而单相异步电动机的定子绕组一般只有两个绕组,一个叫做主绕组或称为工作绕组,另一个称为起动绕组。
当单相交流电流通过一个绕组时,在该定子绕组中即产生一个交变磁场,其方向总是垂直向上或垂直向下,如图1所示,称为脉动磁场。每一个脉动磁场可以分解为两个大小相等、方向相反的旋转磁场。当转子静止时,这两个大小相等、方向相反的旋转磁场对转子绕组作用所产生的电磁转矩,同样也是两个大小相等、方向相反的转矩,因而,转子不能自行起动,若用某种方法,使转子朝某一方向转动一下,转子失去平衡,于是,转子便朝某一方向不停地旋转。
为使单相异步电动机能自行起动,通常在定子铁芯上再安装一组起动绕组,它与工作绕组在空间上相隔90°,并与该绕组串联一个容量适当的电容器,如图2所示。
当与电源接通时,由于电容器的移相作用,两绕组中流过的电流约有π/2电角的相位差,这就是分相。这样,在空间相差90°的两个绕组,分别通入在相位上相差90°(或接近90°)的两相电流。与三相异步电动机同理,此时定子绕组中便能产生一合成旋转磁场,转子即可自行转动。
2.罩极式电动机
罩极式电动机具有结构简单、成本低、转速恒定、无噪声和对无线电无干扰等优点,因而得到广泛应用。
罩极式电动机的定子铁芯为凸极式,每个磁极上绕有线圈(称为主绕组),每个极面的一边(对应边)开有小槽,槽内嵌有短路铜环,罩住磁极的1/3,如图3所示。
图1 单相异步电动机的交变磁场
图2 电容分相式单相异步电动机示意图
图3 罩极式电动机结构示意图
当接通电源时,在电流过零时,磁通变化率较大,则在罩极绕组(短路铜环)中产生的磁通与主绕组的磁通偏离一定的角度,从而形成一旋转磁场,使转子自行转动。