
【机】 single-phase motor
single-phase
【电】 single phase; uniphase
electromotor
【化】 motor
单相电动机(Single-Phase Motor)是一种使用单相交流电源(通常为220V或110V)运行的电动机。它是家用电器、小型工具和轻型工业设备中最常见的电机类型之一,因其结构简单、成本低廉且便于接入民用电源而广泛应用。
单相电动机定子通常包含主绕组(运行绕组)和辅助绕组(启动绕组)。当接入单相电源时,定子产生脉振磁场而非旋转磁场,无法自行启动。需通过启动装置(如离心开关、电容或继电器)使辅助绕组通电,产生相位差磁场形成旋转转矩。启动后,辅助绕组可断开(电容启动型)或持续工作(电容运转型)。
核心原理:
通过电容、电阻或罩极结构使两绕组电流产生相位差,将单相电转换为近似两相电,从而生成旋转磁场驱动转子。
根据启动方式分类:
分相启动电动机(Split-Phase Motor)
启动绕组线径细、电阻大,与主绕组形成相位差。启动后离心开关切断辅助绕组。特点:启动转矩小,适用于风扇、小型泵等。
来源:IEEE标准电机分类指南
电容启动电动机(Capacitor-Start Motor)
启动绕组串联电解电容,增大相位差。启动转矩高,适用于冰箱压缩机、空气泵等。启动后离心开关断开电容支路。
来源:NEMA MG-1 电动机标准
电容运转电动机(Permanent Split Capacitor, PSC)
电容与辅助绕组持续工作,无离心开关。运行平稳、噪音低,但启动转矩小。广泛用于空调风机、传送带。
来源:美国能源署(DOE)电机系统效率报告
罩极电动机(Shaded-Pole Motor)
定子极面嵌短路铜环,使部分磁场滞后形成旋转磁场。结构简单、成本低,但效率低(<35%),用于小型风扇、仪器散热。
来源:IEC 60034 旋转电机国际标准
参数 | 典型范围 | 说明 |
---|---|---|
功率 | 0.05 kW - 2 kW | 家用电器通常≤1.5kW |
效率 | 50%-85% | PSC电机效率较高 |
启动转矩 | 0.5-3倍额定转矩 | 电容启动型可达2.5倍以上 |
电源频率 | 50/60 Hz | 依地区电网标准而定 |
中文术语 | 英文术语 |
---|---|
单相电动机 | Single-Phase Motor |
运行绕组 | Main Winding / Run Winding |
启动绕组 | Auxiliary Winding / Start Winding |
电容启动 | Capacitor-Start |
电容运转 | Permanent Split Capacitor (PSC) |
罩极结构 | Shaded-Pole Structure |
离心开关 | Centrifugal Switch |
权威参考来源:
单相电动机是一种使用单相交流电源(通常为220V)驱动的小型电动机,其特点是结构简单、成本低,广泛应用于家用电器和小型设备中。
单相电动机由定子(含主绕组和辅助绕组)、转子(鼠笼式结构)以及启动元件(如电容、离心开关)组成。主绕组负责运行,辅助绕组与电容配合产生启动所需的相位差。
单相交流电本身只能产生脉动磁场,无法直接驱动转子旋转。因此需要通过以下方式启动:
优点:电源易获取(220V市电)、结构紧凑、维护方便
缺点:效率低于三相电机(约50-70%)、启动转矩较小(通常为额定转矩的1.5-2倍)
单相电动机通过简单的相位分割技术解决了单电源启动难题,虽在工业领域逐渐被三相电机取代,但在民用领域仍占据重要地位。
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