單相異步電機(jī)是一種流行的主力電機(jī)，具有價(jià)格便宜、可靠、可直接接單相電源等優(yōu)點(diǎn)，在家用和小型商用電器中尤為普遍。但是，與三相異步電機(jī)不同的是，它們不能自啟動(dòng)，需要由電容器驅(qū)動(dòng)的附加繞組才能從靜止?fàn)顟B(tài)加速。

首先要使單相異步電機(jī)開(kāi)始運(yùn)行，必須在定子中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng) ，從而在轉(zhuǎn)子中感應(yīng)旋轉(zhuǎn)和扭矩。由于定子不會(huì)物理移動(dòng)，磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)是由定子繞組中產(chǎn)生的電磁力之間的相互作用產(chǎn)生的。在三相異步電機(jī)中，每個(gè)繞組由與其他繞組異相 120 度的電壓提供，產(chǎn)生的力的總和是一個(gè)連續(xù)旋轉(zhuǎn)的矢量。這意味著三相電源可以在靜止時(shí)在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，而三相電機(jī)可以在沒(méi)有額外組件的情況下自啟動(dòng)。

然而，單相異步電機(jī)由穿過(guò)單個(gè)定子繞組的單相電源供電。一個(gè)定子繞組本身不能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)——它只能產(chǎn)生由兩個(gè)相距 180 度的相反磁場(chǎng)組成的脈沖磁場(chǎng)。

這會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)兩個(gè)問(wèn)題：首先，電機(jī)不能自啟動(dòng)，因?yàn)槎ㄗ赢a(chǎn)生的磁場(chǎng)不旋轉(zhuǎn)。其次，雖然單個(gè)繞組可以在電機(jī)達(dá)到速度后驅(qū)動(dòng)電機(jī)，但它不會(huì)在整個(gè)旋轉(zhuǎn)過(guò)程中在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生一致的扭矩，從而導(dǎo)致效率和性能的損失。因此，轉(zhuǎn)子將在每次旋轉(zhuǎn)的大部分時(shí)間里經(jīng)歷非常低的扭矩。

單相異步電機(jī)使用第二個(gè)定子繞組來(lái)克服這些問(wèn)題，稱為“輔助繞組”或“啟動(dòng)繞組”。該繞組遠(yuǎn)離主繞組旋轉(zhuǎn) 90 度，并且通過(guò)改變電源電壓相位的電容器，它由與提供給主繞組的電壓異相的電壓饋送。這意味著兩個(gè)繞組之間的相互作用產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，電機(jī)可以自啟動(dòng)。所以單相異步電動(dòng)機(jī)在其運(yùn)行的不同部分使用兩種不同特性的電容器。

但即使有額外的輔助繞組，與三相異步電機(jī)相比，單相異步電機(jī)也存在一些限制。運(yùn)行電容器提供的相移隨電機(jī)的速度而變化，這意味著效率會(huì)隨著電機(jī)速度的變化而不一致。它不像三相的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)那樣接近完美的圓，這意味著在每次旋轉(zhuǎn)期間扭矩仍然變化很大，從而降低性能并增加振動(dòng)。使單相感應(yīng)電機(jī)自啟動(dòng)所需的組件，包括電容器和離心開(kāi)關(guān)，為熱磨損和機(jī)械磨損提供了機(jī)會(huì)，從而產(chǎn)生了維護(hù)問(wèn)題。

對(duì)于需要高效率的大型工業(yè)應(yīng)用，在三相電源可用的區(qū)域運(yùn)行，三相異步電機(jī)可能更適合。