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單相異步電動機

概述

單相異步電動機是一種將電能轉化為機械能的裝置，通常單相異步電動機容量都較小，只需單相電源供電，使用方便，廣泛應用於工農業及生活電器等領域。典型應用如：洗衣機、電風扇、冰箱、空調、水泵、鼓風機、榨汁機、豆漿機等。

結構方面，普通的單相感應電動機與多相籠型電動機類似，除了定子繞組排列不同。單相繞組產生兩個相等的正向和反向旋轉磁勢波,由於他們是對稱的，當電機靜止時，它會產生兩個大小相等方向正好相反的轉矩，這兩個轉矩相互抵消使馬達本身沒有合成起動轉矩，此時如果採用輔助手段使電機起動起來後，將會產生一個沿着起動方向的合成轉矩（此轉矩非零），從而使電機持續地運轉下去。單相異步電動機通常使用雙旋轉磁場理論來分析。

單相異步電動機主要分為以下幾類：

• 電阻起動單相異步電動機
• 電容起動單相異步電動機
• 電容運轉單相異步電動機
• 雙值電容單相異步電動機
• 罩極單相異步電動機

電阻起動單相異步電動機

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概述

電阻起動單相異步電動機的定子有兩套繞組，一套是主繞組也叫運行繞組，另一套是副繞組，也叫起動繞組。它們一般在空間上相差$90^{\circ }$電角度。副繞組通過一個起動開關和主繞組並接到單相電源上。當轉子轉速上升到同步速的$75\%-80\%$時（此處使具體應用，數值可能會不同），通過起動開關將副繞組切離電源，由主繞組單獨工作。常用的起動開關,裝在電機軸上，當轉速達到同步速的$75\%-80\%$時，依靠離心塊的離心力，克服彈簧的拉力或壓力，使動觸頭與靜觸頭脫離接觸，切斷副繞組電路。另一種是起動繼電器，常用的有電流型起動繼電器。它的吸引線圈串聯在主繞組中，起動時主繞的起動電流較大，使繼電器動作，電機的副繞組通過觸頭接到電源上。隨着轉速升高，主繞組中的電流減小，減小到一定程度時（視具體應用而定），繼電器復位，副繞組的觸頭斷開，脫離電源。

為使副繞組電阻與電抗值比值較高，使副繞組中的起動電流在相位上超前於主繞組的起動電流，通常採用如下措施：

• 用較細的銅線，以增大電阻
• 部分線圈反繞，以增大電阻減小電抗
• 用電阻率較高的鋁線
• 串聯一個外加電阻

電容起動單相異步電動機

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概述

電容起動單相異步電動機的副繞組與起動電容器串聯經啟動開關與主繞組並接到單相電源上。副繞組迴路呈容性，而主繞迴路成感性,因此啟動時副繞組的起動電流較主繞組的起動電流超前一個較大的角度。若電容器容量選擇適當，可使副繞組電流剛好超前主繞組電流90度電角度，從而可得到比#電阻起動單相異步電動機更大的起動轉矩，同時起動電流較小（與同容量電阻起動單相異步電動機相比而言）。

由於起動電容器只在啟動時使用，且通電時間不長，而一般要求電容量較大，故常選用電解電容器。

電容運轉單相異步電動機

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概述

電容運轉單相異步電動機不僅在起動時，在運轉時也是一個兩相電機。所以在運行時氣隙中可以產生較強的旋轉磁場，提高了他的運行性能，因而，它的功率因素、效率、過載能力都都比#電阻起動單相異步電動機和#電容起動單相異步電動機好。由於副繞組需長期運行，故副繞組的電流密度應與主繞組的電流密度接近，且和副繞組串聯的電容應選耐壓較高的聚丙烯電容器。電容運轉單相異步電動機的起動性能不如電容起動單相異步電動機，與其相比，它的起動轉矩低，起動電流也大。

雙值電容單相異步電動機

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概述

雙值電容單相異步電動機的副繞組與兩個並聯的電容器串聯後與主繞組並接單相電源。當電機轉速達到同步速的$75\%-80\%$時，通過起動開關將起動電容器切離電源，而工作電容與副繞組繼續參與運行。

其優點是：

• 運行及起動性能都較好
• 電機噪音較小

其缺點是：

• 因有兩個電容和一個起動開關使其成本較高

罩極單相異步電動機

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概述

罩極單相異步電動機的結構分為隱極式和凸極式兩種，其原理完全相同。隱極式具有分佈繞組。凸極式每個極上具有集中繞組，極面約${\frac {1}{3}}$處開有小槽。槽中放有短路環。短路環把部分磁極罩了起來，故稱為罩極電機。罩極電機產生的起動轉矩較小，只能使用在輕載起動的場合，即啟動轉矩小於額定轉矩0.5倍的情況下。當因其結構簡單，製造方便，常用在小型風扇，電唱機等起動轉矩較小的場合。

參考資料

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