单相电机工作原理分析

单相电机一般是指用单相交流电源（AC220V）供电的小功率单相异步电动机。这种电机通常在定子上有两相绕组，转子是普通鼠笼型的（一般为铝制作而成）。两相绕组在定子上成90°分布。

当绕组中通入单相交流电流后，产生一个强弱和正负不断变化的交变脉动磁场。这磁场没有旋转性，不能象三相电机那样使转子自行起动。但用外力使转子往任一方向转动一下，则转子便会按外力作用方向继续旋转，并逐步提高转速达到稳定运状态。为了克服不能自行起动的缺点，设计了各种起动方法，按起动方法的不同，电机可分成五类;。翼极式、分相式、电容式、通用（串激）式和推斥式。这几种起动方式都是促使单相电源分裂为两想：从而产生旋转磁场。。使电机自行起动旋转

工作原理：

单项电机绕组图

启动绕组不通电时，单相正弦电流通过定子工作绕组，电机就会产生一个交变磁场，这个磁场的强弱和方向随时间作正弦规律变化，但在空间方位上是固定的，所以这个磁场称交变脉动磁场。这个交变脉动磁场可以看作是两个转速相同、而旋转方向却相反的旋转磁场，当转子静止时，这两个旋转磁场在转子中产生两个大小相等、方向相反的转矩，使得合成转矩为零，所以电机无法旋转。当我们用外力使电动机向某一方向旋转时（如顺时针方向旋转），这时转子与顺时针旋转方向的旋转磁场间的切割磁力线运动变小；转子与逆时针旋转方向的旋转磁场间的切割磁力线运动变大。这样平衡就打破了，转子所产生的总的电磁转矩将不再是零，转子将顺着推动方向旋转起来。

我们平时维修电风扇时就深有体会，当风扇电机的启动电容完全失容或启动绕组断路时，电风扇通电不会转动。这时我们会发现不通电情况下电机可以轻松拨动，而通上电电机就好像被磁性吸住一样，嗡嗡震动并阻力变大，这时我们加力使电机顺时针转它就顺时针旋转起来，如果加力使电机逆时针转它就逆时针旋转起来，也就是它的旋转方向不确定，只取决于我们加力的方向。

再思考下我们常常维修的家用冰箱，冰箱压缩机有的就没有运行电容，只有启动电阻，启动电阻在完成使命后成断路状态，也就是压缩机工作时只有工作绕组通电。

要使单相电机能自动旋转起来，并且旋转方向固定，就需要起动绕组，起动绕组与主绕组在空间上相差90°，起动绕组串接一个合适的电容，使得与主绕组的电流在相位上近似相差90°，即所谓的分相原理。这样两个在时间上相差90°的电流通入两个在空间上相差90°的绕组，将会在空间上产生连续固定旋转磁场，在这个旋转磁场作用下，转子就能自动起动，并且方向是固定的，不会产生方向不确定的现象。要改变这种电机的转向，只要把辅助绕组的接线端头调换一下即可。

在单相电动机中，产生旋转磁场还有另一种方法——罩极法，电机称单相罩极式电动机。此种电动机定子做成凸极式的，有两极和四极两种。每个磁极在1/3～1/4全极面处开有小槽，把磁极分成两个部分，在小的部分上套装上一个短路铜环，好象把这部分磁极罩起来一样，所以叫罩极式电动机。当定子绕组通电后，在磁极中产生主磁通，而穿过短路铜环的主磁通部分在铜环内产生一个在相位上滞后90°的感应电流，此电流产生的磁通在相位上也滞后于主磁通，它的作用与电容式电动机的起动绕组相当，从而产生旋转磁场使电动机转动起来。