当有外力时,单相交流电动机只有一个绕组,转子是鼠笼式。
当单相正弦电流通过定子绕组时,电动机产生交变磁场。
磁场的强度和方向随时间正弦变化,但它在空间方向上固定,因此磁场也称为交替。
脉动磁场。
交替的脉动磁场可以分解成两个旋转磁场,这两个旋转磁场在相同的旋转速度和旋转方向上彼此相对。
当转子静止时,两个旋转磁场在转子中产生两个相等尺寸和相反方向的扭矩,因此合成扭矩为零,因此电机不能旋转。
当我们使用外力使电动机沿某一方向(例如顺时针旋转)旋转时,转子的旋转磁场与顺时针旋转方向之间的切割磁场的移动变小;在转子的旋转磁场和逆时针旋转方向之间切割磁力线运动变大。
这种平衡被打破,转子产生的总电磁转矩将不再为零,并且转子将沿推动方向旋转。
无需外力即可使单相电机自动旋转。
我们可以在定子上增加一个起动绕组。
起始绕组与主绕组异相90度。
起动绕组必须与合适的电容串联,以形成主绕组。
电流相位差异大约为90度,即所谓的相分离原理。
这两个在时间上相差90度的两个电流在空间上相差90度的两个绕组将在空间上产生(两相)旋转磁场,如图2所示。
在该旋转磁场的作用下,转子可以自动启动。
在启动之后,当速度上升到某个值时,通过安装在转子上的离心开关或其他自动控制装置断开启动绕组。
在正常运行中,只有主绕组工作。
因此,起动绕组可以在短时操作模式下进行。
但是很多时候起动绕组没有被打破。
我们称这种电动机为电容式单相电动机。
为了改变该电动机的转向,可以通过改变电容器串联连接的位置来实现。
在单相电动机中,另一种产生旋转磁场的方法称为掩模极点法,也称为单相罩极电动机。
电动机的定子由凸极型制成,有两极四极。
每个极在1 / 3--1 / 4全极表面都有一个小槽。
如图3所示,磁极分为两部分,短路部分放置一个短路的铜环,好像这部分磁极是相同的,所以它们被称为极型电动机。
单相绕组设置在整个磁极上,每个极的线圈串联连接,极点产生的极性必须按N,S,N和S的顺序排列。
定子绕组时通电后,在磁极中产生主磁通。
根据伦茨定律,通过短路铜环的主磁通产生在铜环中相位延迟90度的感应电流,并产生由电流产生的磁流。
该通道同样滞后于主通量,其功能相当于电容电动机的启动绕组,从而产生旋转磁场以使电动机旋转。