单相异步电动机的起动方法

单相异步电动机没有起动转矩。要想让它转动,就必须给它增加一套产生起动转矩的起动装置。因此, 单相异步电动机的结构主要由定子、转子和起动装置三部分组成。定子和转子的组成与三相鼠笼式异步电动机类似，只是其绕组都是单相的；而起动装置是其特有的，起动装置有多种多样,形成多种不同起动形式的单相异步电动机。

1.电容分相式起动

电容分相式起动的原理如下图所示。

在单相异步电动机的定子内，除原来绕组(称为工作绕组或主绕组)外，再加一个起动绕组(副绕组) ,两者在空间相差90⁰。接线时，起动绕组串联一个电容器，然后与工作绕组并联接于交流电源上。选择适当的电容量，可使两绕组电流的相位差为90⁰。这样，在相位上相差90⁰的电流通入在空间也相差90⁰的两个绕组后，产生的磁场也是旋转的(分析方法与三相异步电动机的旋转磁场的分析方法相同)。于是，电动机便转动起来。电动机转动起来之后，起动绕组可以留在电路中，也可以利用离心式开关或电压、电流型继电器把启动绕组从电路中切断。按前者设计制造的叫做电容运转电动机，按后者设计制造的叫做电容起动电动机。

除用电容来分相外，也可用电感和电阻来分相。改变电容器C的串联位置，可使单相异步电动机反转。

电容分相式单相异步电动机的特征：

1)效率：电容分相式单相异步电动机的效率因设计的不同而不同，并且还因电动机容量的大小和转速的快慢而不同，一般约为50%至60%。与同样容量的三相电动机比较，其效率略低一些。

2)起动转矩：分相式电动机的起动转矩比罩极式电动机大。约为额定转矩的1.2～2倍。

3)转速：分相式电动机的转速很稳定，负载变化时转速变化不大。

4)起动电流：分相式电动机的起动电流很大，约为额定电流的6～7倍，比其它类型的单相异步电动机要大，这是它的一个缺点。

5)功率因数：分相式电动机的功率因数也因为电动机的设计、容量和磁极数不同而不同，其大小和罩极式电动机差不多，一般为0.45～0.75。

6)过载能力：分相式电动机的停转转矩与设计有关，一般过载能力为2至2.5，过载时温升较高。因此，过载25 %的时间，不要超过5分钟，否则将引起电动机的过热甚至烧毁。

7)噪音：单相异步电动机在运行中，由于脉振磁场的存在，都会有一定程度的振动和噪声。而且电动机极数愈少、转速愈高, 振动与噪声也愈大。分相式电动机当然也不例外，而且由于继电器的频繁动作，起动电流又大，与其他类型的相单相异步电动机比较噪声是较大的。

2.罩极式起动

罩极式单相异步电动机的结构如下图所示。

单相绕组绕在磁极上, 在磁极的约部分套一短路铜环。(工作原理）

在下图中,φ₁是励磁电流i产生的磁通,φ₂是i产生的另一部分磁通〈穿过短路铜环〉和短路铜环中的感应电流所产生的磁通的合成磁通。由于短路环中的感应电流阻碍穿过短路环磁通的变化，使φ₁和φ₂之间产生相位差，φ₂滞后于φ₁。当φ₁达到最大值时，φ₂尚小；而当φ₁减小时，φ₂才增大到最大值。这相当于在电动机内形成一个向被罩部分移动的磁场，它便使鼠笼式电动机转子产生转矩而起动。

罩极式单相异步电动机有隐极式和凸极式两种，大多数罩极电动机都采用凸极形式。

罩极式单相异步电动机的特征：

1)效率：罩极式单相异步电动机的效率和其它类型的单相异步电动机比较，一般约低8%～15%。然而，由于罩极电动机容量很小，它的可靠性和制造成本比它的效率更为重要，因此效率低的缺点并不显得突出。

2)起动特性：罩极式电动机的起动转矩很小，通常只有额定运行转矩的30%～50%。因此，罩极电动机不宜用于需耍满载起动或迅速起动的设备中，一般应用于空载起动的电器，如电唱机和台风扇等。

3)转速：罩极式电动机的转速几乎是恒定的，直到超载以后才迅速下降。它的转差率比其它类型的单相异步电动机为大，罩极电动机的最高转速，两极式的约为2700r/min，而低转速罩极式电动机的每分钟只有几十转。

4)减速：罩极式电动机由空载到过载，电流的变化很小，因此大都可以用机械方法使其减低转速，即使用机械方法使其停转也不会使电动机烧毁。由于具有这样一个特点，它可以用于阀门等机构中。

5)功率因数：罩极式电动机的效率很低，因而功率因数较高，但因容量很小，功率因数虽高，意义也不大。

6)噪音：罩极式电动机没有产生机械噪声和电火花的摩擦触点和电刷等部件，因而运行时，一般噪声很小，而且对无线电等设备也没有干扰。

总的来说，罩极式电动机结构简单，工作可靠，但起动转矩较小，常用于对起动转矩要求不高的设备中，如风扇、吹风机等电器中。

三相异步电动机定子电路的三根电源线，如果断了一根(例如该相电源的熔断器熔断)，就相当于单相异步电动机运行。有

这两种情况，电动机均会因过热而遭致损坏。为避免发生单相起动和单相运行、最好给三相异步电动机配备"缺相保护"装置。电源线一旦断路(即缺相) ，保护装置可以立即将电源切断，并发出缺相信号，以采取保护措施。

1)启动时断了一线：这就是三相异步电动机的单相起动。此时转子不能转动，但转子电流和定子电流却很大。

2)工作时断了一线：这就是三相异步电动机的单相运行。电动机虽仍能转动，但电流将超过额定值。