交流电动机

交流电机是用单相交流电运行的电动机，即三相交流电中只有一个外导体（相）。 交流电机可以根据不同的原理工作。 由于电源的原因，它们还没有旋转磁场。 因此，需要额外的设计措施来实现旋转运动。

单相串励电动机又称小功率通用电动机，是交流电动机的一种简单形式。 其原理来源于直流电机。 像这台，它是通勤机之一。 旋转运动是通过换向器（电流逆变器）实现的。 该电机适用于日常使用的所有设备和工具，因为它由于速度高而只需要少量空间并产生高启动扭矩。 它的速度和功率可以通过相位控制进行调整。 家用通用电机的输出功率高达 3 kW。

电动火车较早使用的火车电动机也是单相串励电动机。 这些电机的功率通常超过 3 kW，现在已大部分被带有变频器的异步电机取代，作为火车的驱动器。

对于电容电机，主绕组直接连接到电源，辅助绕组通过电容器串联到电源。 产生椭圆形旋转场，足以启动电机，但原则上会影响运行期间的能源效率和平稳运行。 对于更高的启动扭矩，使用启动电容器（通常是双极电解电容器），在达到标称速度后，启动电容器会再次与电路断开，例如通过离心或磁性开关。

三相异步电机在单相网络上接电容后，可以降低功率，转矩不均匀地运行。 该电路称为 Steinmetz 电路。 然而，三相异步电机的绕组与电容电机的绕组有根本区别。

在罩极电机中，旋转磁场是由涡流相移的磁场产生的。 为此，定子的每个极都是分开的，其中一半配备短路环或可关断的短路绕组，以便在启动期间连续或延迟地在那里建立磁场-向上。

交流电机的一个简单版本是单相异步电动机，由于其运行特性，历史上也称为启动电动机。 这种电机的一个特点是它在静止时没有扭矩，因此不会自行启动。 例如，用手或其他外部辅助工具将其设置为旋转。 从某个速度开始，电机甚至在启动方向上运行到额定速度。 在家用电器的制冷压缩机中，启动后关闭的弱辅助绕组很常见。

由于制造成本低廉，它在 20 世纪中叶被用作驱动装置，例如用于农业设备。 但单相运行效率较差，转矩不均匀。 要改变旋转方向，必须关闭、停止并以另一个方向启动电机。

与三相异步电机一样，单相异步电机也装有鼠笼式转子。 定子中只有一相不产生旋转磁场。 转子中流过大电流，存在相位滞后磁场。 如果沿一个方向推动电机，则鼠笼式绕组中激发的磁场会随着鼠笼式转子移动。 这会在触发的方向上产生扭矩，从而将电机加速到几乎是电源频率。

由交流电压产生的单轴交变场在对称分量的框架内可以分解为两个等效但方向相反的圆形场，由两相交流电形成。 在这个等效模型中，单相异步电机由两个串联在公共轴上的反相双相电机建模。 在静止状态下，两个子电机的两个扭矩相互抵消——在一个方向启动后，由于速度原因，一个模拟子电机产生的扭矩比反向旋转子电机产生的扭矩更高，因此会发生旋转运动。

带辅助绕组的启动电路适用于单相异步电动机的启动。 旋转磁场的相移是由辅助电容器（参见电容器电机）或 Ku 引起的zclosing 一个类似于罩极电机的引出绕组。 辅助相可以通过与主绕组串联的电流继电器关闭，当流过主绕组的电流减少时继电器断开。 相反，PTC 电阻器也很常见，它在接通后会发热，并在短时间后变为高电阻。 然而，关闭后，它首先必须再次冷却，以便发动机可以再次启动。 该设备称为启动继电器。

单相异步电动机的性能约为同规格三相异步电动机的50%。 与三相电机相比，低功率与较差的绕组系数有关，因为由于原理，定子中约有 1/3 的绕组空间和槽无法使用。

没有启动辅助装置的电机（“启动电机”）几乎不再使用。

排斥电机是一种特殊设计的单相异步电机，其中电刷的位置可以机械调整，以达到设定速度和转矩的目的。 这意味着在启动时可以实现特别高的扭矩，例如，这允许发动机在负载下几乎没有急动地启动。

另一种交流电机是磁阻电机，它与普通的异步电机不同，在启动后继续作为同步电机以同步速度运行。 这种行为是由具有明显磁极的特殊转子片引起的。

同步电动机也可以在一定条件下以降低的功率单相运行； 然后，除其他事项外，他们还需要启动帮助并且运行不均匀。

另一种非常普遍的选择，同时取代了几乎所有其他电机系统，是使用电子变频器运行异步电机，该变频器对单相交流电压进行整流，然后通过旋转将其电子转换为三相交流电流场地。 通过变频器和异步电机的这种固定组合，除了可以选择不同的电源和电压外，还可以在直流电压（例如电池）上运行，还可以在电机上进行速度调节和扭矩选择范围广泛，除其他外，能够实现用于全自动机床或电动汽车领域的高动态驱动系统。