单相电机为什么要加电容才能使用

单相异步电机是一种流行的主力电机，具有价格便宜、可靠、可直接接单相电源等优点，在家用和小型商用电器中尤为普遍。但是，与三相异步电机不同的是，它们不能自启动，需要由电容器驱动的附加绕组才能从静止状态加速。

首先要使单相异步电机开始运行，必须在定子中产生旋转磁场 ，从而在转子中感应旋转和扭矩。由于定子不会物理移动，磁场的旋转是由定子绕组中产生的电磁力之间的相互作用产生的。在三相异步电机中，每个绕组由与其他绕组异相 120 度的电压提供，产生的力的总和是一个连续旋转的矢量。这意味着三相电源可以在静止时在转子中产生转矩，而三相电机可以在没有额外组件的情况下自启动。

然而，单相异步电机由穿过单个定子绕组的单相电源供电。一个定子绕组本身不能产生旋转磁场——它只能产生由两个相距 180 度的相反磁场组成的脉冲磁场。

这会导致出现两个问题：首先，电机不能自启动，因为定子产生的磁场不旋转。其次，虽然单个绕组可以在电机达到速度后驱动电机，但它不会在整个旋转过程中在转子中产生一致的扭矩，从而导致效率和性能的损失。因此，转子将在每次旋转的大部分时间里经历非常低的扭矩。

单相异步电机使用第二个定子绕组来克服这些问题，称为“辅助绕组”或“启动绕组”。该绕组远离主绕组旋转 90 度，并且通过改变电源电压相位的电容器，它由与提供给主绕组的电压异相的电压馈送。这意味着两个绕组之间的相互作用产生旋转磁场，电机可以自启动。所以单相异步电动机在其运行的不同部分使用两种不同特性的电容器。

但即使有额外的辅助绕组，与三相异步电机相比，单相异步电机也存在一些限制。运行电容器提供的相移随电机的速度而变化，这意味着效率会随着电机速度的变化而不一致。它不像三相的旋转磁场那样接近完美的圆，这意味着在每次旋转期间扭矩仍然变化很大，从而降低性能并增加振动。使单相感应电机自启动所需的组件，包括电容器和离心开关，为热磨损和机械磨损提供了机会，从而产生了维护问题。

对于需要高效率的大型工业应用，在三相电源可用的区域运行，三相异步电机可能更适合。