単相モーターの動作原理

単相正弦電流が固定子巻線を通過すると、モーターは交流磁界を生成します。この磁場の強さと方向は時間の経過とともに正弦波状に変化しますが、空間的な方向は固定されたままです。したがって、それは交流脈動磁場としても知られています。この交流脈動磁場は、同じ速度で逆の回転方向を持つ 2 つの回転磁場に分解できます。ローターが静止しているとき、これら 2 つの回転磁界はローター内に 2 つの等しい逆向きのトルクを生成し、その結果合成トルクがゼロになり、モーターの回転が妨げられます。外力を加えてモーターをある方向（例えば右回転）に回転させると、ローターと回転磁界との間の右方向の切断磁力線が小さくなり、回転磁界が小さくなります。ローターと反時計回りに回転する磁界の間の切断磁力線の動きが増加します。これによりバランスが崩れ、ローターが発生する電磁トルクの合計がゼロではなくなり、ローターは推力方向に回転します。
単相モーターが自動的に回転できるようにするには、ステーターに始動巻線を追加します。始動巻線は空間内で主巻線から 90 度離れており、適切なコンデンサを始動巻線と直列に接続して、電流が主巻線と約 90 度位相がずれていることを確認する必要があります。これは位相として知られています。分離原理。空間的に90度離れた2つの巻線に時間的に90度離れた2つの電流を流すと、空間に回転磁界(二相)が発生し、
この回転磁界の作用により、ローターは自動的に始動します。始動後、一定の速度に達すると、ローターに取り付けられた遠心スイッチなどの自動制御装置により始動巻線が切断されます。通常動作時は主巻線のみが動作します。したがって、始動巻線は短期間の動作向けに設計できます。しかし、始動巻線がオンになっていないことがよくあります。このタイプのモーターを単相モーターと呼びます。このモーターの方向を変更するには、補助巻線の端子を交換するだけです。
単相モーターで回転磁界を生成する別の方法は、ポールカバー法と呼ばれ、単相ポールカバーモーターとしても知られています。このタイプのモータステータは凸極タイプとなっており、2極と4極があります。各磁極には、磁極表面全体の 1/3 ～ 1/4 の位置に小さな溝があり、磁極を 2 つの部分に分割します。磁極のこの部分を覆うように、小さな部分に短絡用の銅リングが取り付けられているため、カバードポールモータと呼ばれています。単相巻線は磁極全体に設置され、各極のコイルは直列に接続されています。接続するときは、発生する極性を N、S、N、S の順に配置する必要があります。固定子巻線に通電すると、磁極に主磁束が発生します。レンツの法則によれば、短絡した銅リングを通過する主磁束は、主磁束より位相が 90 度遅れた誘導電流を銅リングに発生させます。この電流によって発生する磁束も主磁束より位相が遅れており、その効果は容量性モータの始動巻線と同等となり、回転磁界を発生させてモータを回転させます。