在電動(dòng)機(jī)培訓(xùn)課程中，許多學(xué)生詢問(wèn)了單相電動(dòng)機(jī)的正向和反向旋轉(zhuǎn)控制，下面將討論如何控制電容性單相異步電動(dòng)機(jī)的正向和反向旋轉(zhuǎn)。

首先，單相電動(dòng)機(jī)的工作原理

理論上的單相交流電動(dòng)機(jī)中只有一個(gè)繞組。變速箱是一只松鼠籠。當(dāng)單相正弦電流流經(jīng)定子繞組時(shí)。電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)的強(qiáng)度和方向隨時(shí)間變化為正弦波，但空間的方向是固定的。因此，該磁場(chǎng)也稱為交變脈動(dòng)磁場(chǎng)。該交變脈動(dòng)磁場(chǎng)可以分解成兩個(gè)具有相同速度和相反旋轉(zhuǎn)方向的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。當(dāng)轉(zhuǎn)子靜止時(shí)，這兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)會(huì)在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生兩個(gè)相等且相反的轉(zhuǎn)矩，從而形成一個(gè)復(fù)合信號(hào)。扭矩為零。電動(dòng)機(jī)無(wú)法旋轉(zhuǎn)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)在外力作用下沿特定方向旋轉(zhuǎn)時(shí)（例如順時(shí)針旋轉(zhuǎn)）。此時(shí)，沿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)的磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子之間的切割磁力線的運(yùn)動(dòng)減小，而沿逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)的磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子之間的切割磁力線的運(yùn)動(dòng)減小。旋轉(zhuǎn)方向增加。以此方式，平衡被打破并且由轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的總電磁轉(zhuǎn)矩不再旋轉(zhuǎn)。如果希望單相電動(dòng)機(jī)自動(dòng)旋轉(zhuǎn)，則可以在定子中添加啟動(dòng)繞組。起動(dòng)繞組和主繞組必須分開(kāi)90度，并且起動(dòng)繞組（次級(jí)繞組）必須與合適的繞組串聯(lián)。冷凝器。產(chǎn)生90度的差異。這就是所謂的相分離原理。這樣，時(shí)間上相隔90度的兩個(gè)電流穿過(guò)空間上相隔90度的兩個(gè)繞組，并且在空間中產(chǎn)生了（兩相）旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。它發(fā)生在定子中，轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)發(fā)生在定子中并且是順時(shí)針?lè)较颉? 在該旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下，轉(zhuǎn)子可以自動(dòng)起動(dòng)，并且當(dāng)起動(dòng)后速度上升到一定水平時(shí)，起動(dòng)繞組通過(guò)離心開(kāi)關(guān)或安裝在轉(zhuǎn)子中的其他自動(dòng)控制裝置分開(kāi)。操作時(shí)，只能使用主繞組。所以。可以在較短的工作模式下進(jìn)行啟動(dòng)繞組。但是，在大多數(shù)情況下，啟動(dòng)繞組不是分開(kāi)的，這種電動(dòng)機(jī)稱為電容性單相電動(dòng)機(jī)。

二、單相電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)原理

異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)原理是在定子繞組中形成一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向決定了電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向。

只要改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向，就能改變電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。三相電動(dòng)機(jī)只要改變相序，就能改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向，從而也改變了三相電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)。而單相電動(dòng)機(jī)是通過(guò)分相元件、電容或線圈本身的電阻，將單相電分為相差小于900的兩相電，其中主繞組上的代表一相電，副繞組上的代表另一相電。

所以，單相電動(dòng)機(jī)實(shí)質(zhì)是“二相電動(dòng)機(jī)”。要改變單相電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向，可以通過(guò)改變相序來(lái)改變，不過(guò)這里和三相電動(dòng)機(jī)不一樣，并不是改變電源相序，而是要改變主副繞組中電流桕序。而要改變主副繞組電流中相序可以通過(guò)兩種方式來(lái)進(jìn)行．一是改變主副繞組的阻抗．由電容器串接在主副繞組不同的位置來(lái)實(shí)現(xiàn)。二是更換主或副繞組的極性來(lái)達(dá)到改變電流相序。下面以兩種典型用途的單相電動(dòng)機(jī)為例來(lái)說(shuō)明。

1．單相洗滌電機(jī)正反轉(zhuǎn)方式

單相洗滌電機(jī)工作要求主副繞組參舯一致，電動(dòng)機(jī)正，反轉(zhuǎn)出力一樣，主副繞組可以互為工作繞組。單相電動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)主副繞組分相形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。主副繞組兩者相差900相角。主繞組直接和I．、N相連，副繞組則串聯(lián)電容后與電源相連。設(shè)流過(guò)主繞組的電流為la．流過(guò)副繞組的電流為IR。主繞組基本是電感，阻抗為感抗，是感性負(fù)載，la在相位上滯后電源電壓。而副繞組由于串聯(lián)電容后，阻抗將減小，與電源的相角也將減小。所以IR比la超前一個(gè)相角，只要選擇合適的電容，就可以使IR超過(guò)la90度這樣由兩相電流產(chǎn)生相位差并形成正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，使電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)。同理，若這時(shí)將副繞組直接和L、N相連，主繞組串聯(lián)電容后與電源相連。

則Ia比IR超前90。相角，形成反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。電路示意圖如下圖，用一個(gè)單刀三擲開(kāi)關(guān)來(lái)負(fù)責(zé)切換電容器接入主副繞組的位置。刀閘處于中間位置為停止?fàn)顟B(tài)。正轉(zhuǎn)時(shí)，繞組LA直接接LN，繞組LR和電容串聯(lián)，繞組LR為啟動(dòng)繞組，電流超前，設(shè)為正向轉(zhuǎn)動(dòng)。那么改換接法，繞組LR直接接LN，繞組LA和電容串聯(lián)，繞組lA為啟動(dòng)繞組，電流超前，則反向轉(zhuǎn)動(dòng)。從上面分析也可以看出，主副繞組也可以互為啟動(dòng)繞組的。

2．單相電刨電機(jī)正反轉(zhuǎn)方式

單相電刨電機(jī)工作要求主副繞組參數(shù)不一致，電機(jī)正、反轉(zhuǎn)出力也不一樣，主繞組是工作繞組。很顯然這種類型電機(jī)不能采用上述方法使電機(jī)實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)。但由上面的分析知道，副繞組串接電容，產(chǎn)生IR超過(guò)la900的相位差并形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，使電機(jī)正轉(zhuǎn)。那么只要讓IR滯后于la90度(或者換句話說(shuō)，讓la超前IR90。)。

就可以讓電機(jī)實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)。要實(shí)現(xiàn)這個(gè)很簡(jiǎn)單．只要IR翻轉(zhuǎn)180度(或者la翻轉(zhuǎn)180。)就能實(shí)現(xiàn)了。那么如何實(shí)現(xiàn)IR翻轉(zhuǎn)180度(或者la翻轉(zhuǎn)180a)呢？從下面的接線圖上可以看出，實(shí)際上主繞組同副繞組是接在同～個(gè)電源上的，也就是說(shuō)他們的電壓是同相位的。那要是把副繞組的L接Wl及N接W2換一下，改成L接W2及N接W1，主繞組不變．維持LN接UIU2。那么主繞組的電壓和副繞組的電壓就有180度的相位差．也就是說(shuō)副繞組的電流也翻轉(zhuǎn)了180度。這時(shí)就實(shí)現(xiàn)了IR滯后于Ia90度(或者換句話說(shuō)，讓Ia超前IR90度)。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向?yàn)槟鏁r(shí)針，實(shí)現(xiàn)了反轉(zhuǎn)。

在實(shí)際的電路中副繞組和電容是通過(guò)順逆開(kāi)關(guān)和電源相連的。這個(gè)電路改變的不是電容接入哪個(gè)繞組，而是繞組的接人極性。理論上要想改變單相電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向，可以改變主、副繞組的連接形式，將主繞組頭尾對(duì)調(diào)，或?qū)⒏崩@組的頭尾對(duì)調(diào)．即可改變單相電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。由于主繞組的電流比副繞組的電流大得多，所以一般采用改變副繞組的接線來(lái)改變單相電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。電機(jī)工作時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向總是從電流超前的繞組轉(zhuǎn)向電流落后的繞組，若將其中～個(gè)繞組的接線端對(duì)調(diào)一下，就改變了該繞組的電流相位使之反相，由超前（落后）變?yōu)槁浜螅ǔ埃D(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向就隨之改變。電路示意圖如下圖．用一個(gè)雙刀雙擲開(kāi)關(guān)來(lái)負(fù)責(zé)切換主副繞組接入極性。正轉(zhuǎn)時(shí)，主繞組UI、U2直接接LN，副繞組經(jīng)開(kāi)關(guān)Wl和L相接．W2和N相接，副繞組為啟動(dòng)繞組，電流超前，設(shè)為正向轉(zhuǎn)動(dòng)。那么改換接法，主繞組Ul、U2依然直接接LN，副繞組經(jīng)開(kāi)關(guān)W2和L相接．W1和N相接，副繞組仍為啟動(dòng)繞組，電流滯后，則反向轉(zhuǎn)動(dòng)。從上面分析可以看出，副繞組始終為啟動(dòng)繞組。