Однофазный асинхронный двигатель — это вращающаяся электрическая машина, питающаяся от однофазного переменного тока и имеющая однофазную обмотку статора. При подключении к однофазному источнику переменного тока он генерирует переменное пульсирующее магнитное поле внутри воздушного зазора между статором и ротором; следовательно, однофазный асинхронный двигатель не-самозапускается. В машинах переменного тока поток переменного тока через обмотку статора создает магнитодвижущую силу якоря (МДС), которая существенно влияет на процесс преобразования энергии двигателя и его эксплуатационные характеристики. Таким образом, когда однофазный переменный ток протекает через однофазную обмотку, он создает пульсирующую МДС; это ММП можно разложить на две вращающиеся ММП равной величины, но противоположного направления. Это разрешение создает магнитное поле, вращающееся вперед-и магнитное поле, вращающееся-назад внутри воздушного зазора. Эти два вращающихся магнитных поля пересекают проводники ротора, вызывая в них электродвижущие силы (ЭДС) и токи.
Взаимодействие между этими индуцированными токами и магнитными полями создает как прямой электромагнитный момент, так и обратный электромагнитный момент. Прямой крутящий момент пытается вращать ротор в прямом направлении, а обратный крутящий момент пытается вращать его в обратном направлении. Суперпозиция этих двух крутящих моментов образует результирующий крутящий момент, который приводит в движение двигатель.
Как для прямых, так и для обратных вращающихся магнитных полей взаимосвязь между их величиной и коэффициентом скольжения идентична той, которая наблюдается в трехфазных асинхронных двигателях. Если скорость вращения двигателя обозначена *n*:
Для магнитного поля, вращающегося вперед-, коэффициент скольжения равен: s+=(n1 - n) / n1=с.
Для магнитного поля, вращающегося назад-, коэффициент скольжения равен: s-=(-n1 - n) / -n1=с.
На основании характеристической кривой крутящего момента-скольжения (T-s) однофазного асинхронного двигателя его основные характеристики можно резюмировать следующим образом:
(1) Когда n=0 (в состоянии покоя) и s=1, чистый крутящий момент T=T + + T -=0. Это указывает на то, что однофазный асинхронный двигатель не обладает пусковым моментом; поэтому, если не будут приняты дополнительные меры, двигатель не сможет начать вращение самостоятельно.
(2) Когда s ≠ 1, чистый крутящий момент T ≠ 0; однако направление T не фиксировано, а зависит от того, является ли скольжение *s* положительным или отрицательным.
(3) Из-за наличия обратного крутящего момента результирующий крутящий момент уменьшается; следовательно, однофазные асинхронные двигатели обладают относительно низкой перегрузочной способностью. Принцип работы конденсаторных-пусковых двигателей
Во время запуска переключатель К замыкается, создавая разность фаз примерно 90 градусов между токами в двух обмотках (I1 и I2). Это создает вращающееся магнитное поле, заставляющее двигатель начать вращаться. При достижении нормальной рабочей скорости центробежный переключатель размыкается, тем самым отключая пусковую обмотку.
Принцип работы однофазных двигателей с экранированными-полюсами-
Когда ток протекает через статор, часть магнитного потока проходит через короткое-кольцо замыкания, индуцируя внутри него ток. Ток, текущий в коротком-кольце, препятствует изменению магнитного потока; следовательно, возникает разность фаз между магнитным потоком, генерируемым на заштрихованном (кольцевом-) участке полюса, и магнитным потоком, генерируемым на незаштрихованном участке. Эта разность фаз создает вращающееся магнитное поле, заставляющее ротор вращаться.
Что касается характеристической кривой T-s (крутящий момент-скольжение) однофазного асинхронного двигателя, то направление вращения двигателя — по часовой стрелке. Это связано с тем, что магнитный поток на незаштрихованном участке полюса опережает-т.е. предшествует по фазе-магнитному потоку на заштрихованном участке.