比较单相电机与三相电机
在本文中，了解单相电机和三相电机之间的差异，包括每种电机的工作原理以及最适合每种类型的应用。
电机主要分为三大类：
- 直流
- 单相交流电（1-Ph AC）
- 三相交流电 (3-Ph AC)
即使在这些主要类别中，也存在许多变化和策略。直流电机具有一些独特的特性，但通常不同交流电机变种之间的工作原理可能会变得不清楚。了解这些差异可以解释为什么某些情况只能使用一种类型的电机而不能使用其他类型的原因。
电机利用线圈产生的磁场原理运行。在直流电机的独特情况下，磁场的磁极必须以某种方式从外部切换。这通常是通过换向器电刷来实现的，或者可能通过使用外部驱动器电路（例如在无刷或步进电机中）改变电压来实现。
当谈到交流电的自然交流电压曲线时，这为驱动电机创造了理想的情况，而无需大量额外的电路或嘈杂、低效的碳刷。交流电压是移动重负载且损失尽可能小的完美电源。然而，即使在两种电压系统（1 相和 3 相）之间，操作上也存在差异，从而导致优缺点，具体取决于应用需求。
单相电机操作
在单相电机内部，主驱动线圈实际上是一系列均匀分布在内部的线圈，以平稳地驱动内部转子。将施加电压，导致每个线圈以主线频率交替南北。转子将被磁化到这些磁极，使其形成连续的圆周。
这在电机全速运行时有效，但启动时出现问题。当电机关闭时，转子会在随机位置停止，因此下次启动时施加电压时，很难知道 NS 磁吸力是否会使其向前或向后开始旋转在启动时。随机的旋转方向显然是不可接受的。
图 1. 单相电机的剖面图。
纠正此问题的最常见方法是使用与次级线圈（通常称为“启动线圈”）串联的电容器。由于电容器的性质是在电压波形的一开始就施加电流突发，因此通过该启动线圈的电流将在主线圈之前几分之一秒出现。这使得转子首先被吸引到该启动线圈，然后紧接着被吸引到主驱动线圈，从而提供可预测的旋转方向。
该启动线圈的极性可以颠倒，以反转启动方向。一旦电机充分启动，会发出非常明显的“咔嗒”声，表明离心开关已打开启动线圈，其工作已完成。外壳侧面的凸起通常包含电容器，因此如果存在该凸起，则几乎可以肯定它是电容器启动的单相电机。
当电压源是没有三相电源的房屋或商店时，这些单相电机具有优势。进入电机的电线将仅由标准 120 伏电源的火线和中性线组成，或者在 240 伏系统的情况下由两根火线组成。无论哪种情况，这个单一的传导电路都必须包含整个驱动电流。
如果电机的马力需求很大，那么电线就必须很大。这导致了单相电机的主要缺点：它们通常仅用于较小的应用。但无论如何，由于单相电源非常常见，这种类型的电机在车间机械上随处可见。
三相电机运行
三相电机内部线圈的许多驱动原理与单相电机完全相同。唯一的区别是，对于三相，当每条线达到满电压时，线圈的磁极以绕转子 1/3 的增量前进。这意味着，根据磁化线圈的顺序，旋转方向将不再像单相电机那样是随机的 - 它是完全可预测且一致的。由于电机驱动非常自然，因此不再需要带有电容器的启动电路。
图 2. 三相电机的剖面图
此类电机的主要优点是在大功率应用中。首先，电源和导体通常能够提供比住宅系统更大的电流，并且三个线路中的每一个单独承载的电流比整个电流流经一个电路时要少。
这使得该电机在大功率应用中具有吸引力。对于大多数三相电机，电工可以将接线配置为高电压或低电压。如果提供更高的电压电源，这可以减少电流消耗。
这种电机的一个明显缺点是必须存在三相电源来驱动这种电机。对于现代控制系统，情况实际上并非总是如此，因为一些低功率变频驱动器 (VFD) 可以采用单相电源，但可提供三相电流。
三相与单相电机应用
对于大多数需要低功耗电机的小型商店应用，通常会看到带有电容器启动线圈的单相电机。作为“功率”方面的参考，在 240 伏交流电压下运行的 5 马力电机将消耗约 15 安培的电流。
仅以 120 VAC 运行，同样的 5 HP 电机将消耗 30 安培。这是相当大的电流量。对于较大的工业应用，自然的解决方案是三相电机，因为电压和电流源要大得多。几乎所有电机应用都有一个理想的解决方案！
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