一文详解单相电机的分类及其启动方式

单相电机，是指由220V交流单相电源供电而运转的异步电动机。

单相电机分类

理论上，如果采取措施让单相电机两套绕组中流过的交流电流有一定的相位差就可以启动。如何使两个空间上已错开一定角度的磁势或磁通之间出现一定的相位差，这是解决启动问题的出发点。据此可将单相交流异步电机分为分相式和罩极式两大类。

分相式单相电机

分相式单相电机利用电容或电阻串人感性启动绕组中起到移相作用，使启动绕组和工作绕组的电流相位错开，即所谓“分相”。

（1）电容分相单相电机

图（a）所示为电容分相单相电机的原理接线。由于电容的移相作用比较明显，只要在启动绕组中串人适当容量的电容（一般约为20～50μF），就可使两绕组的电流相位差接近于90°，这时的合成旋转磁场接近于圆形旋转磁场，因而启动转矩大同时启动电流较小。这种单相电机应用普遍，启动后可根据需要保留（称为电容运行电机）或切除（称为电容启动电机，由置于电机内部的离心开关执行）。如果需要改变电机的转向，只需将任意一个绕组的出线端对调即可，这时两绕组的电流相位关系相反。

分相式单相电机

（2）电阻分相单相电机

这种电机启动绕组匝数少、导线细，与运行绕组相比电抗小、电阻大。采用电阻分相启动时，启动绕组电流超前于运行绕组，合成磁场为椭圆度较大的椭圆形旋转磁场，启动转矩小，仅用于空载或轻载场合，应用较少。

电阻分相式单相电机的启动绕组一般按短时工作设计，启动后由离心开关切除，由工作绕组维持运行。图（b）所示为电阻分相单相电机的原理接线。

罩极式单相电机

将定子磁极的一部分嵌放短路铜环或短路线圈（组）就构成了罩极式单相电机。罩极式单相电机包括凸极式和隐极式两种类型。

当定子绕组通以单相交流电流后，由它产生的脉振磁场大部分磁通经过气隙直接耦合到转子上，另有少部分磁通则在穿过罩极铜环时产生感应磁通并与之合成后经气隙进入转子磁路。

根据楞次定律可知，感应磁通总是阻碍原磁通的变化，且感应磁通相位上落后于原磁通。这样就有了两个在空间上错开一定角度并且又有一定相位差的磁通，合成磁场是一个椭圆度很大的旋转磁场。

罩极式电机的旋转方向固定由未罩极部分转向罩极部分，其功率较小，启动转矩小，结构简单，价格低廉，维护简便。罩极式电机一般用于小型鼓风机电机和电扇电机等。

启动方式

1．启动方式

220 V交流单相电机启动方式大概分以下几种：

第一种，分相启动式，如图A所示，系由辅助启动绕组来辅助启动．其启动转矩不大。运转速率大致保持定值。主要应用于电风扇、空调风扇电动机、洗衣机等电机。

图A分相启动接线电路

第二种，电机静止时离心开关是接通的，给电后启动电容参与启动工作，当转子转速达到额定值的70%～80%时离心开关便会自动跳开，启动电容完成任务，并被断开。启动绕组不参与运行工作，而电动机以运行绕组线圈继续动作，如图B所示。

图B 电容启动型接线电路

第三种，电机静止时离心开关是接通的，给电后启动电容参与启动工作，当转子转速达到额定值的70%～80%时离心开关便会自动跳开，启动电容完成任务，并被断开。

而运行电容串接到启动绕组参与运行工作。这种接法一般用在空气压缩机、切割机、木工机床等负载大而不稳定的地方。如图C所示。

图C 电容启动运转型连线电路

带有离心开关的电机，如果电不能在很短时间内启动成功，那么绕组线圈将会很快烧毁。

电容值：双值电容电机启动电容容量大，运行电容容量小，耐压一般大于400 V。

2．正反转控制：

图D是带正反转开关的接线图，通常这种电机的起动绕组与运行绕组的电阻值是一样的，就是说电机的起动绕组与运行绕组是线径与线圈数完全一致的。一般洗衣机用得到这种电机。这种正反转控制方法简单，不用复杂的转换开关。

图D 开关控制正反转连接

图A，图B，图C正反转控制，只需将1～2线对调或3～4线对调即可完成逆转。

对于图A，图B，图C的起动与运行绕组的判断，通常起动绕组比运行绕组直流电阻大很多，用万用表可测出。一般运行绕组直流电阻为几欧姆，而起动绕组的直流电阻为十几欧姆到几十欧姆。