单相异步电动机的调速方法主要有变频调速、晶闸管调速、串电抗器调速和抽头法调速等。变频调速设备复杂、成本高、很少采用。目前较多采用的方法有串电抗器调速、抽头法调速和晶闸管调速。
1)串电抗器调速
在电动机的电源线路中串联起分压作用的电抗器,通过调速开关选择电抗器绕组的匝数来调节电抗值,从而改变电动机两端的电压,达到调速的目的。串电抗器调速,其优点是结构简单,容易调整调速比,但消耗的材料多,调速器体积大。
(2)抽头法调速
如果将电抗器和电机结合在一起,在电动机定子铁心上嵌入一个中间绕组(或称调速绕组),通过调速开关改变电动机气隙磁场的大小及椭圆度,可达到调速的目的。抽头法调速与串电抗器调速相比较,抽头法调速时用料省,耗电少,但是绕组嵌线和接线比较复杂。
(3)晶闸管调速
利用改变晶闸管的导通角,来实现加在单相异步电动机上的交流电压的大小,从而达到调节电动机转速的目的,这种方法能实现无级调速,缺点是会产生一些电磁干扰。目前常用于吊式风扇的调速上。
当单相正弦电流通过定子绕组时,电机就会产生一个交变磁场,磁场的强弱和方向随时间作正弦规律变化,但在空间方位上是固定的,所以又称这个磁场是交变脉动磁场。这个交变脉动磁场可分解为两个以相同转速、旋转方向互为相反的旋转磁场,当转子静止时,这两个旋转磁场在转子中产生两个大小相等、方向相反的转矩,使得合成转矩为零,所以电机无法旋转。当我们用外力使电动机向某一方向旋转时(如顺时针方向旋转),这时转子与顺时针旋转方向的旋转磁场间的切割磁力线运动变小;转子与逆时针旋转方向的旋转磁场间的切割磁力线运动变大。这样平衡就打破了,转子所产生的总的电磁转矩将不再是零,转子将顺着推动方向旋转起来。
由于反向旋转磁场的存在,单相电机有很大的转子铜损和较大的转子铁损,这两种损耗在三相电机中都很小,因此,三相电机的效率比单相电机的高。02转矩 由于电磁制动力矩的存在,单相电机带负载的能力不如三相电机。03运行稳定性 由于瞬时转矩不是恒定的,单相电机的运行稳定性不如三相电机。04生产成本 单相电机存在反向的电磁制动力矩,这就要求单相电机要较大的安匝数,这就增加了电机耗铜量和铁心损耗,导致温度上升,体积增大。生产成本提高。
总的来说,单相电机的性能不如三相电机,但是只需要单相电源供电,而且调速方便,因而在家用电器等小功率场合广泛应用。