交流電動機

交流電機是用單相交流電運行的電動機，即三相交流電中只有一個外導體（相）。 交流電機可以根據不同的原理工作。 由于電源的原因，它們還沒有旋轉磁場。 因此，需要額外的設計措施來實現旋轉運動。

單相串勵電動機又稱小功率通用電動機，是交流電動機的一種簡單形式。 其原理來源于直流電機。 像這臺，它是通勤機之一。 旋轉運動是通過換向器（電流逆變器）實現的。 該電機適用于日常使用的所有設備和工具，因為它由于速度高而只需要少量空間并產生高啟動扭矩。 它的速度和功率可以通過相位控制進行調整。 家用通用電機的輸出功率高達 3 kW。

電動火車較早使用的火車電動機也是單相串勵電動機。 這些電機的功率通常超過 3 kW，現在已大部分被帶有變頻器的異步電機取代，作為火車的驅動器。

對于電容電機，主繞組直接連接到電源，輔助繞組通過電容器串聯到電源。 產生橢圓形旋轉場，足以啟動電機，但原則上會影響運行期間的能源效率和平穩運行。 對于更高的啟動扭矩，使用啟動電容器（通常是雙極電解電容器），在達到標稱速度后，啟動電容器會再次與電路斷開，例如通過離心或磁性開關。

三相異步電機在單相網絡上接電容后，可以降低功率，轉矩不均勻地運行。 該電路稱為 Steinmetz 電路。 然而，三相異步電機的繞組與電容電機的繞組有根本區別。

在罩極電機中，旋轉磁場是由渦流相移的磁場產生的。 為此，定子的每個極都是分開的，其中一半配備短路環或可關斷的短路繞組，以便在啟動期間連續或延遲地在那里建立磁場-向上。

交流電機的一個簡單版本是單相異步電動機，由于其運行特性，歷史上也稱為啟動電動機。 這種電機的一個特點是它在靜止時沒有扭矩，因此不會自行啟動。 例如，用手或其他外部輔助工具將其設置為旋轉。 從某個速度開始，電機甚至在啟動方向上運行到額定速度。 在家用電器的制冷壓縮機中，啟動后關閉的弱輔助繞組很常見。

由于制造成本低廉，它在 20 世紀中葉被用作驅動裝置，例如用于農業設備。 但單相運行效率較差，轉矩不均勻。 要改變旋轉方向，必須關閉、停止并以另一個方向啟動電機。

與三相異步電機一樣，單相異步電機也裝有鼠籠式轉子。 定子中只有一相不產生旋轉磁場。 轉子中流過大電流，存在相位滯后磁場。 如果沿一個方向推動電機，則鼠籠式繞組中激發的磁場會隨著鼠籠式轉子移動。 這會在觸發的方向上產生扭矩，從而將電機加速到幾乎是電源頻率。

由交流電壓產生的單軸交變場在對稱分量的框架內可以分解為兩個等效但方向相反的圓形場，由兩相交流電形成。 在這個等效模型中，單相異步電機由兩個串聯在公共軸上的反相雙相電機建模。 在靜止狀態下，兩個子電機的兩個扭矩相互抵消——在一個方向啟動后，由于速度原因，一個模擬子電機產生的扭矩比反向旋轉子電機產生的扭矩更高，因此會發生旋轉運動。

帶輔助繞組的啟動電路適用于單相異步電動機的啟動。 旋轉磁場的相移是由輔助電容器（參見電容器電機）或 Ku 引起的zclosing 一個類似于罩極電機的引出繞組。 輔助相可以通過與主繞組串聯的電流繼電器關閉，當流過主繞組的電流減少時繼電器斷開。 相反，PTC 電阻器也很常見，它在接通后會發熱，并在短時間后變為高電阻。 然而，關閉后，它首先必須再次冷卻，以便發動機可以再次啟動。 該設備稱為啟動繼電器。

單相異步電動機的性能約為同規格三相異步電動機的50%。 與三相電機相比，低功率與較差的繞組系數有關，因為由于原理，定子中約有 1/3 的繞組空間和槽無法使用。

沒有啟動輔助裝置的電機（“啟動電機”）幾乎不再使用。

排斥電機是一種特殊設計的單相異步電機，其中電刷的位置可以機械調整，以達到設定速度和轉矩的目的。 這意味著在啟動時可以實現特別高的扭矩，例如，這允許發動機在負載下幾乎沒有急動地啟動。

另一種交流電機是磁阻電機，它與普通的異步電機不同，在啟動后繼續作為同步電機以同步速度運行。 這種行為是由具有明顯磁極的特殊轉子片引起的。

同步電動機也可以在一定條件下以降低的功率單相運行； 然后，除其他事項外，他們還需要啟動幫助并且運行不均勻。

另一種非常普遍的選擇，同時取代了幾乎所有其他電機系統，是使用電子變頻器運行異步電機，該變頻器對單相交流電壓進行整流，然后通過旋轉將其電子轉換為三相交流電流場地。 通過變頻器和異步電機的這種固定組合，除了可以選擇不同的電源和電壓外，還可以在直流電壓（例如電池）上運行，還可以在電機上進行速度調節和扭矩選擇范圍廣泛，除其他外，能夠實現用于全自動機床或電動汽車領域的高動態驅動系統。