详解旧风扇不动拨叶片就转的原理(单相异步电机原理)

炎炎夏日，电风扇是老百姓家里降温祛暑的必备良品，不过，相信多数人都遇到过这种情况，电风扇接通了电源，按下开关，风叶竟然不动？换几档都不行！但只要拨一下风扇叶片，马上就转起来了。这是怎么回事呢？

一般家用电风扇都是单相交流220V供电，所用的电机为单相异步电机，这种电机具有结构简单，成本低廉、运行等一系列的有点，所以广泛应用于如电风扇、洗衣机、电冰箱、空调等家电中。那么单相电机的运行原理又是怎么样的呢？

当单相电机定子绕组通过正弦电流时，电机产生一个交变磁场，这个磁场的强弱和方向随时间作正弦规律变化，但方位是固定的，这个磁场是交变脉动磁场。这个交变脉动磁场可分解为两个以相同转速、旋转方向互为相反的旋转磁场，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，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。   

图 1  脉动磁场分成两个转向相反的旋转磁场

这下似乎明白了，但为什么电风扇刚买回来的时候，不需要拨就可以转？总不能让我以后每次开电风扇都去拨一下吧？那多麻烦，而且危险！别着急，咱们接着分析。

图 2 电容分相式异步电动机的接线原理图

要使单相电机能自动旋转起来，我们在定子中加上一个启动绕组，启动绕组与主绕组在空间上相差90度，启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度，就是分相。这样两个在时间上相差90度的电流通入两个在空间上相差90度的绕组，将会在空间上产生（两相）旋转磁场，在这个旋转磁场作用下，转子就能自动启动旋转起来。

图 3 两相旋转磁场

图 4  两相电流波形

现在可以知道了吧？电风扇启动不起来，但一拨就转，绝大部分原因就是启动电容老化，容量降低，不足以提供电机启动所需要的旋转磁场，遇到这种情况，果断换个新的启动电容，电风扇一定会如“激活”了一般快速运转起来！