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單相異步電機的基本原理

  單相異步電動機由于使用單相電源而得到廣泛使用,特別在家用電器等域的應用更是量大面廣??紤]單繞組運行的異步電動機,在轉子尚未轉動時定子繞組上的流過的交流電流并不能在電機中產生旋轉磁勢或磁場,而是產生個幅值位置不變而大小方向周期變化的脈動磁勢或磁場。在這樣的磁場中,不動的轉子導條并沒有切割磁力線,因此不會產生感應電流,因而也不會有任何轉矩產生。為了方便分析,我們可以將這個脈動磁勢看成是方向相反、幅值為脈動磁勢半的兩個圓形旋轉磁勢的合成,分別稱為正序磁場和負序磁場。
  電動機如果原先是靜止的,繞組通電后它也不會自己轉起來。但另方面,當電機旦轉起來,它就會加速轉下去,因為除轉速為零處,其它轉速處轉矩并不為零,而且轉矩方向與轉速方向相同。發生這種現象的機理是,旦轉子轉動起來,其導條將切割磁力線而產生感生電流,形成轉子磁場,并與定子磁場相互作用而產生轉矩。從正負序分解旋轉磁場的角度看,當轉子靜止時,正負序磁場在轉子導條中產生的電動勢大小相等,方向相反,故不能產生感應電流,也沒有產生轉子磁場,電動機也沒有轉矩。轉子轉動后,對于正負序旋轉磁場表現為不同的滑差,或不同的相對切割速度,因此在轉子中形成的對應感應電動勢和感應電流也不同。對于相對轉子轉速方向相反的負序旋轉磁場來說,由于與轉子的滑差較大,在轉子中形成的感應電流較大,從而形成幅值較大的轉子負序旋轉磁場。根據楞次定理,感應磁場永遠力圖削弱原磁場,定、轉子磁場相互抵消,它們合成的結果是在電動機氣隙中使負序旋轉磁場減少,而且這種減少隨著轉速的上升越來越顯著,從而總的合成磁場也越來越由正序旋轉磁場所主導。因此,越到高轉速段,其機械特性形狀就與三相電動機越相似。

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