2.1 单相异步电动机控制电路

2.1.1 单相电动机起动控制电路

1.阻抗分相起动式控制电路

电路简介

图2-1所示为单相异步电动机阻抗分相起动控制电路，该方式结构简单，起动转矩小、起动电流大，用于电冰箱、小型陈列柜、电风扇、空调器、洗衣机等设备的电动机。

电路原理

当接通交流电源时，主、副绕组同时通入电流，由于两绕组的电感和电阻的阻抗不相同，使通过两绕组的电流滞后于电压的角度也不同。这样就使电流在通过两绕组时变为具有相位差的两相电流。以实现主、副绕组电流间的相位差，所以称为单相电阻起动异步电动机。这两相电流可产生椭圆形的旋转磁场。旋转磁场与转子绕组相互作用，使转子起动旋转起来。当转子转速达到额定转速的70%～80%时，由起动元件（电流电压继电器、热敏电阻（PTC）、离心开关等）将副绕组切断，使电动机继续运行到额定转速，电动机便由主绕组工作。

2.电容起动式控制电路

电路简介

图2-2所示为单相异步电动机电容起动式控制电路，这种起动方式有较大的转矩。起动电流小，常用在冰箱、冷饮机等设备上。

电路原理

在起动绕组中串接一电容器，电动机静止时离心开关是接通的，通电后起动电容参与起动工作，当转子转速达到额定值的70%～80%时离心开关便会自动跳开，起动电容完成任务，并被断开。起动绕组不参与运行工作，而电动机以运行绕组继续运行。

3.电容起动运转式控制电路

图2-3所示为单相异步电动机电容起动运转式控制电路，这种起动方式由于刚通电时，两只电容并联，有足够大的电容量参与起动。所以起动转矩大，起动电流小，适用于大型空调器以及制冰机等设备。

电路原理

在起动绕组上串联起动电容，以提高起动转矩。所不同的是，在正常起动后，起动绕组并不断开，而是和运行绕组一起共同参与电动机的正常运行。

4.电容运转式控制电路

电路简介

图2-4所示为单相异步电动机电容运转式控制电路，这种方式的起动转矩小、效率高。常用于小型空调器中。

电路原理

在起动绕组上串联起动电容，以提高起动转矩。所不同的是，在正常起动后，起动绕组并不断开，而是和运行绕组一起共同参与电动机的正常运行。

应用技巧

电容是采用电容分相的单相异步电动机必不可少的元件。电容选择是否恰当，对单相异步电动机的起动或运行有很大的影响。

单相电容起动异步电动机起动电容选配见表2-1，单相电容运转异步电动机运转电容选配表2-2，单相双值电容异步电动机电容选配见表2-3。

知识窗

电动机的分类：

电动机是一种实现能量转换或信号转换的电磁装置，其应用非常广泛，种类繁多。我们一般是根据电动机的分类来区别电动机的。电动机的分类见表2-4。

2.1.2 单相异步电动机调速控制电路

通过改变电源电压或电动机结构参数的方法，从而改变电动机转速的过程，称为调速。单相异步电动机常用的调速方法有四种，见表2-5。

单相异步电动机的调速方法很多，表2-5中介绍的是几种比较常见的方法。此外，自耦变压器调压调速、串电容器调速和变极调速等方法在某些场合也常有运用。

知识窗

单相异步电动机的种类：

单相异步电动机种类很多，但在家用电器中使用的单相异步电动机按照起动和运行分，基本上只有两大类六种，见表2-6。这些电动机的结构虽有差别，但是其基本工作原理是相同的。

2.1.3 单相异步电动机正反转控制电路

电路简介

图2-5所示为单相异步电动机正反转控制电路，这种电路多用于对电容式电动机的控制，特别广泛地用于洗衣机的电动机，因为这种电动机的主、副绕组可以交替使用。

电路原理

异步电动机的旋转原理是在定子绕组中形成一个旋转磁场，旋转磁场的方向决定了电动机的转向。只要改变旋转磁场的方向，就能改变电动机的旋转方向。三相电动机只要改变相序，就能改变旋转磁场的方向，从而也改变了三相电动机的正、反转。而单相电动机是通过分相元件、电容或绕组本身的电阻，将单相电分为相差小于90°的两相电。主绕组代表一相电，副绕组代表另一相电。所以，单相电动机实质是“二相电动机”。

当开关S置于触头“1”时为正转，此时是以绕组A为运行绕组，B为起动绕组，起动绕组在整个时间都运行。选择合适的电容，可使B电流超前于A90°。

当开关S置于触头“2”时，A作为起动绕组，B作为运行绕组，A电流超前于B90°，电动机发生反转。

友情提示

要想改变单相电动机的转向，只能改变主、副绕组的连接形式，将主绕组头尾对调，或将副绕组的头尾对调，即可改变单相电动机的旋转方向。对于额定功率比较大的单相异步电动机，由于主绕组的电流比副绕组的电流大得多，所以一般采用改变副绕组的接线来改变单相电动机的旋转方向，如图2-6所示。

知识窗

单相罩极式异步电动机如何实现反转控制：

单相罩极式异步电动机，对调运行绕组接到电源的两个出线端，不能改变它的转向。因为这类电动机的定子用硅钢片叠压成具有突出形状的“凸极”，主绕组就绕在凸极上。每一极的一侧开有小槽，嵌放副绕组——短路铜环，通常称“罩极圈”，如图2-7所示。这类电动机依靠其结构上的这种特点形成“旋转磁场”，使转子起动。如果要改变电动机的转向，则需拆下定子上叶凸极铁心，调转方向再装进去，也就是把短路环由一侧换到另一侧，电动机的旋向就会与原旋向相反。