[科普中国]-单相异步电动机

采用单相交流电源的异步电动机称为单相异步电动机。单相异步电动机由于只需要单相交流电，故使用方便、应用广泛，并且有结构简单、成本低廉、噪声小、对无线电系统干扰小等优点，因而常用在功率不大的家用电器和小型动力机械中，如电风扇、洗衣机、电冰箱、空调、抽油烟机、电钻、医疗器械、小型风机及家用水泵等。由于中国的单相电压是220V，而国外的单相电压如美国120V、日本100V、德国英国法国230V，所以在使用国外的单相异步电动机时需要注意电机的额定电压与电源电压是否相同。

定义单相异步电动机由定子、转子、轴承、机壳、端盖等构成。单相异步电动机常常被制成小型的电机设备，它的电机容量很小，只需要用单相的交流电源供电，作为驱动用电机，单相异步电动机的功率仅需几瓦、几十瓦或者几百瓦。1

工作原理单相异步电动机是由单相交流电源供电的旋转电机 ,其定子绕组为单相。当接入单相交流电时 ,它在定转子气隙中会产生一交变脉动磁场 ,所以单相异步电动机不能自启动。2在交流电机中，当定子绕组通过交流电流时，建立了电枢磁动势，它对电机能量转换和运行性能都有很大影响。所以单相交流绕组通入单相交流产生脉振磁动势，该磁动势可分解为两个幅值相等、转速相反的旋转磁动势和，从而在气隙中建立正转和反转磁场和。这两个旋转磁场切割转子导体，并分别在转子导体中产生感应电动势和感应电流 。

该电流与磁场相互作用产生正、反电磁转矩。正向电磁转矩企图使转子正转；反向电磁转矩企图使转子反转。这两个转矩叠加起来就是推动电动机转动的合成转矩。

不论是正转磁场还是反转磁场，他们的大小与转差率的关系和三相异步电动机的情况是一样的。若电动机的转速是n，

则对正转磁场而言，转差率为：s+=(n1-n)/n1=s

对反转磁场而言，转差率为：s-=（-n1-n)/-n1=s

单相异步电动机的T-s曲线见左图

由图可知单相异步电动机的主要特点有：

（1）n=0,s=1,T=T++ T- =0，说明单相异步电动机无启动转矩，如不采取其他措施，电动机不能启动。

（2）当s≠1时， T≠0，T无固定方向，它取决于s的正、负。

（3）由于反向转矩存在，使合成转矩也随之减小，故单相异步电动机的过载能力较低。

电容分相式起动工作原理

启动时开关K闭合，使两绕组电流I1,I2相位差约为90°，从而产生旋转磁场，电机转起来；转动正

常以后离心开关被甩开，启动绕组被切断。

罩极式单相电机的工作原理

定子通入电流以后，部分磁通穿过短路环，并在其中产生感应电流。短路环中的电流阻碍磁通的变化，致使有短路环部分和没有短路环部分产生的磁通有了相位差，从而形成旋转磁场，使转子转起来。

上图中电机的转动方向：瞬时针旋转。因为没有短路环部分的磁通比有短路环部分的磁通领先。

使用单相异步电动机功率小，主要制成小型电机。它的应用非常广泛，如家用电器（洗衣机、电冰箱、电风扇）、电动工具（如手电钻）、医用器械、自动化仪表等。

安装电动机安装前应测量定子绕组对机壳及主绕组与辅绕组之间的绝缘电阻，其常温阻值不低于10MΩ，否则应对绕组进行烘干助理，可采用灯泡加热法。

电动机的轴伸直径出厂时已经磨至标准公差尺寸，因此要求用户所配套的带轮或其他配套的零件内径要选国家标准的附件。安装时用手推入或轻轻敲击轴伸台即可，严禁用锤子猛击，否则容易振碎离心开关，造成电动机不能起动、损坏轴承、增大电动机的运行噪声。

电动机在安装至配套机械之前，要仔细检查电动机的底脚部分有无裂纹和影响机械强度等问题，一旦发现有问题，禁止安装使用。电动机要安装在带固定孔的平板上，并用同底脚孔相适应的螺栓固定。

为确保安全，在电动机运行前，务必把接地导线连接到电动机的接地螺钉上，并可靠接地，接地线应选用截面积不小于1m㎡的铜导线。

【小经验】

用是时间继电器代替离心开关。

单相异步电动机使用的离心开关属于机械式开关，当电动机的转速达到额定转速的70%以上时，触点断开让辅绕组（起动绕组）断开或让起动电容断开不参加工作。当离心开关损坏或农村电压较低经常烧毁起动电容时，可改用延时继电器（220V型）来代替离心开关。方法是将电动机内部离心开关上的两根线接在一起，在机外串入延时继电器的常闭触点（为了让触点耐用，需将多组触点并联使用或再增加中间继电器）。时间继电器的线圈的供电可与主绕组并联来实现，动作时间调在2~6s。经多次实践，效果很好，在农村电压较低时也能避免烧毁起动电容的情况，用户很满意。

实践继电器有机械式和数字式两种产品，选用哪种产品都行。大多采用机械式延时继电器，因价格便宜，用户容易接受。

本词条内容贡献者为:

杜强 - 高级工程师 - 中国科学院工程热物理研究所