如图1(a)图所示,i1和i2两个电流在相位上相差90°,图1(b)所示为在空间布置上相差90°电角度的两相绕组。将i1通入绕组A-X、i2通入绕组B-Y。线端 A、B为绕组首端,线端X、Y为绕组末端。正电流从绕组的首端流入,负电流从绕组的末端流入。图1(c)各图显示了i1和i2两个电流5个瞬时所产生的磁场情况,从图中可以看出,当电流变化一周时,磁场也旋转了一周。综上所述,我们只要将相位上相差90°的两个电流,通入在空间相差90°电角度的绕组,就能使单相异步电动机产生一个两相旋转磁场。在它的作用下,转子得到起动转矩而转动起来进行工作。
简单的说,单相异步电动机的工作原理是建立在脉振磁动势可以分解为两个幅值相等、转速相同、转向相反的两个旋转磁动势理论的基础上。电动机固有特性是不能自行起动,但一经起动即可连续的旋转,由此设法加强正向旋转磁动势,削弱反向旋转磁动势,使磁动势变为椭圆形旋转磁场,从而可解决起动问题。
三相异步电动机必须由三相电源供电,在没有三相电源的场合,只能考虑使用单相异步电动机。三相异步电动机的输出功率可以从几十瓦到数千千瓦,而单相异步电动机的输出功率一般也就2千瓦左右。如果拖动小功率负载,尤其是数百瓦以下的,建议单相异步电动机,因为它的功率因数往往比三相异步电动机还要高。
单相异步电动机是由单相交流电源供电的异步电动机,具有结构简单、成本低、工作可靠、振动和噪声小、维修方便等一系列优点。它可直接用市电,所以被广泛应用于工农业生产、电子仪器、医疗设备及家用电器等各方面,如电风扇、洗衣机、电冰箱、吸尘器、电动缝纫机、电动工具、水泵、风机、小型机床等设备中都使用了单相异步电动机。
单相异步电动机与同容量的三相异步电动机比较,体积较大,性能较差,因此,单相异步电动机一般都只有小功率的。而工业上多用三相异步电动机。近年来,随着科学技术的发展,单相异步电动机的容量明显增大,从几千瓦到几十千瓦都有,而体积在缩小,性能在改善。
单相异步电动机有多种类型,按工作原理和启动方式的不同,可分为分相式和罩极式两类。分相式异步电动机又可分为单相电阻启动异步电动机、单相电容启动异步电动机、单相电容运转异步电动机、单相电容启动及运转异步电动机(单相双值电容异步电动机);而罩极式异步电动机也可分为单相凸极式罩极异步电动机和单相隐极式罩极异步电动机。