交流单相感应电机
单线圈交流感应电机
交流感应电机通常使用两个或多个线圈来产生旋转磁场，从而在转子上产生扭矩。当使用单个线圈时，它将产生脉动磁场，该磁场足以维持旋转，但不足以使电机从静止状态启动。单线圈电机必须使用外力启动，并且可以沿任一方向旋转。旋转方向取决于外力。如果电机以顺时针方向启动，它将继续旋转并以顺时针方向加速，直到达到由电源频率定义的速度。同样，如果初始旋转是逆时针的，它将继续逆时针旋转。这些电机不实用，因为它们无法可靠地自行启动旋转。
启动电容交流感应电机
改进单线圈设计的一种方法是使用与电机启动电容器串联的辅助线圈。辅助线圈也称为启动线圈，用于产生初始旋转磁场。为了产生旋转磁场，流过主绕组的电流必须与流过辅助绕组的电流异相。启动电容器的作用是滞后辅助绕组中的电流，使这两个电流异相。当转子达到足够的速度时，辅助线圈通过离心开关与电路断开，电机保持由单个线圈供电，产生脉动磁场。从这个意义上说，本设计中的辅助线圈可以被视为启动线圈，因为它仅在电机启动时使用。
启动/运行电容交流感应电机
进一步改进单线圈单相感应电机设计的另一种方法是引入辅助线圈，该辅助线圈不仅在电机启动阶段而且在正常运行期间保持通电。与仅使用电机启动电容器的交流电机在正常运行期间产生脉动磁场不同，使用电机启动电容器和电机运行电容器的交流电机在正常运行期间产生旋转磁场。电机启动电容器的功能与前一种情况相同 - 当转子达到预定速度后，通过离心开关将其与电路断开。此后，辅助绕组仍通过电机运行电容器供电。下图描述了这种类型的设计。
电机启动和电机运行电容器
启动电容 电机启动电容器示例 电机启动电容器在电机启动阶段使用，一旦转子达到预定速度（通常约为该电机类型速度的 75%），电机启动电容器就会与电路断开。这些电容器的电容值通常超过 70 ?F。它们有不同的额定电压，具体取决于它们的用途。
运行电容 一些单相交流电机设计使用电机运行电容器，即使在离心开关断开启动电容器之后，这些电容器仍与辅助线圈保持连接。这些设计通过创建旋转磁场来工作。电机运行电容器设计用于连续工作，并且只要电机通电就保持通电，这就是避免使用电解电容器并使用低损耗聚合物电容器的原因。运行电容器的电容值通常低于启动电容器的电容值，并且通常在1.5μF至100μF的范围内。为电机选择错误的电容值可能会导致磁场不均匀，这可以通过电机转速不均匀来观察，尤其是在负载情况下。这可能会导致电机产生额外的噪音、性能下降、能耗增加，以及额外的热量，从而导致电机过热。
应用领域 电机启动和运行电容器用于单相交流感应电机。当单相电源比三相电源更实用时，例如在家用电器中，就使用这种电机。然而，它们的效率不如三相交流感应电机。事实上，单相交流电机的效率比三相交流电机低 2 到 4 倍，这就是为什么它们仅用于功率较小的电机。利用启动和运行电机电容器的典型应用包括电动工具、洗衣机、滚筒式烘干机、洗碗机、吸尘器、空调和压缩机。
