单相和三相电机,工作原理有何区别?

有位网友提议,对单相电机的三相电机进行一个对比讲解和分析。针对该网友的提问,我们从以下方面对两者进行对比分析。

01供电电源的区别

单相电顾名思义只有一根相线,其电线是由一根火线和一根零线组成;三相电有三根相线,其电线为三相四线即三根火线和一根零线。大家从三相线中抽出一根火线和零线就可转为单相电。在供电线路中,进入用电现场的均为三相电,而后按照实际的负荷平衡关系和具体用途转换为单相或三相供电方式。

02定子绕组结构和分布不同

三相交流感应电机的定子绕组,由三相在物理空间上相差120电角度的三相绕组组成,通以三相交流电后,即形成一个理论上为圆形的旋转磁场,旋转磁场与转子导条之间的形成切割磁力线做功的物理现象。当电动机的三相定子绕组,通入三相对称交流电后,将产生一个旋转磁场,该旋转磁场切割转子绕组。从而在闭合通路的转子绕组中产生感应电流,载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力,从而在电机转轴上形成电磁转矩,驱动电动机旋转,并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。
而单相电机,其定子绕组一般由一个主绕组和一个副绕组组成,按照不同的系列分类,副绕组的作用不尽相同。我们以电容起动单相电机为例进行交流。要使单相电动机能自动旋转起来,我们可在定子中加上一个起动绕组,起动绕组与主绕组在空间上相差90度,起动绕组要串接一个合适的电容,使得与主绕组的电流在相位上近似相差90度,即所谓的分相或移相原理。这样,两个在时间上相差90度的电流通入两个在空间上相差90度的绕组,将会在空间上产生(两相)旋转磁场,在这个旋转磁场作用下,转子就能自动起动,起动后,待转速升到一定时,借助于一个安装在转子上的离心开关或其他自动控制装置将起动绕组断开,正常工作时只有主绕组工作。因此,起动绕组可以做成短时工作方式。

03应用领域不同

鉴于不同场所供电源的局限性,单相电机更多地应用在生活场所,而三相电机则大多在工业领域应用。

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