在我們的日常生活中，電動機的身影随處可見，它們作為能量轉換裝置，将電能轉換為機械能，用于各種電氣設備的驅動與控制。

電動機的類别型号各異，比較常見的有三相交流電動機、單相交流電機、直流電機、伺服電機、步進電機等，它們的結構不一，但都是基于電磁感應原理而工作。顯然，單相雙值電容電動機的工作原理也不外如是。那麼，電動機是如何根據電磁感應原理工作的呢？或者說，電動機是如何轉動的？

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衆所周知，導體切割磁力線會産生感應電動勢（感應電壓），此時該導體能對外輸出電壓，相當于一個電壓源。如果該導體是接在閉合回路中的，那麼它就會産生感應電流。所謂“導體切割磁力線”，本質其實是穿過導體組成的閉合回路中的磁力線數目（即磁通量）發生了改變。如下圖1-1所示，随着導體的移動，導體與開關、檢流計組成的回路中穿過的磁力線也會發生改變，所以導體兩端會産生感應電壓。

圖1-1

電動機的轉子能夠轉動就是基于以上原理。我們以鼠籠型異步電動機為例，鼠籠式電動機的轉子去掉鐵芯後形似鼠籠，如下圖1-2所示的左邊所示，所以稱為鼠籠繞組。轉子鐵芯的每槽中有一根導條，導條兩端分别用端環短接起來形成閉合繞組。

圖1-2

而轉子能夠轉動，要歸功于定子繞組産生的旋轉磁場。在電機起動之初，轉子是不動的，為了使轉子轉動，就得給它施加一個力，這個力就是電磁力。換言之，隻要轉子導條有電流流過，而且在磁場中，導條就會受到力的作用發生偏轉，從而使轉子轉起來。

但鼠籠繞組并沒有外加電源，那它哪來的電壓與電流？沒錯，這靠的是定子繞組提供的旋轉磁場。在定子繞組旋轉磁場的作用下，轉子導條與磁場發生相對運動，從而産生感應電壓，又由于這些導條與端環形成回路，所以就有了電流！至此，問題又來了，旋轉磁場是如何産生的？

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給三相異步電動機通以三相交流電，它的轉子就能正常轉動，不像單相電動機那樣需加電容。如下圖1-1所示為三相電動機定子繞組星形接法示意圖，基于三相電路的特性，此時流過每相繞組的電流為幅值相等、初相位依次相差120°的正弦交流電。

圖1-3

根據電磁感應定律，流過正弦交流電的定子繞組會産生正弦交變的磁場（磁通），簡單來說，交流電流在每相定子繞組上産生的磁場是大小和方向都在不斷變化的，是一個脈動磁場。顯然，一相繞組的磁場不會旋轉，但如果同時給三相繞組通入三相交流電，這三個繞組産生的合成磁場，便會在空間上不斷旋轉。

如下圖1-3所示，假設三相繞組的電流參考正方向均為自首端流入末端，得到三個相電流波形圖。

圖1-3

從圖1-3可以得出，随着角度（ωt）的變化，每相電流相繼變化。例如在ωt=120°時，L2相電流i2 為0；L1相的電流i1 為正，這表明，此時電流的實際方向和參考正方向一緻，即從定子繞組的U1端流入，從U2端流出；同理，L3相電流i3 為負，表明電流實際方向和參考方向相反，即從定子繞組的W2端流入，從W1端流出。

如果你觀察得仔細一點，你甚至會發現，120°時i1 和i3 兩相電流是大小相等、方向相反的！這是肯定的，因為i2 為零，根據KCL，i1 和i3 大小必然大小相等。

綜上，可以得出，由三相繞組電流産生的合成磁場如下圖1-4所示。其中的“ · ”表示電流方向從紙面流出，“×”表示電流方向從紙面流入。

圖1-4

例如當ωt=270°時，結合圖1-3，i2 、i3 為正，i1 為負，所以對于U相而言，電流從U2端流入（U2端子為“×”），從U1端流出（U2端子為“ · ”），根據右手螺旋定則，U1端拇指向外，四指方向即為順時針方向，同理也可以得到其他相繞組的端子産生的磁場方向。

從圖1-4的整體而言，可以很快的發現，随着角度的變化，合成磁場不斷旋轉，這就是旋轉磁場。

在旋轉磁場的作用下，電動機的轉子就會發生旋轉。三相電動機由于有三相繞組，所以旋轉磁場能自發的産生，但在單相電動機中，若隻有一相繞組，顯然，旋轉磁場不會産生，那該怎麼辦呢？我們接着往下看。

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單相交流電動機，顧名思義，其電源是單相交流電，例如低壓的單相220V。由于單相繞組産生的磁場是脈動磁場，不能旋轉，所以單相電動機會有一個附加的繞組，用于産生另一個磁場。

有了兩個繞組還不夠，因為它們所承受的電壓為同一個電壓，所以流過兩個繞組的電流相位相同，都滞後電壓一個角度，它們産生的磁場方向也随之相同。

在此基礎上，在任一個繞組上串接一個電容，如下圖1-5所示，由于電容電流超電壓一個角度，就可以使流過兩個繞組的電流在相位上相差90°。

圖1-5

另外，讓兩個繞組在空間上夾角為90°，分别流過相位差為90°的電流，産生的磁場就是旋轉磁場，如下圖1-6所示。其磁場方向的分析方法與三相電動機的一樣。

圖1-6

例如在ωt=135°時，兩個繞組的電流均為正，也就是說，電流都是從首端流入，如圖1-6的中間所示，電流從A、B端流入，所以是“×”，依次類推，就可以得出單相電動機的旋轉磁場示意圖。

知道了單相電動機的旋轉原理後，回顧主題，單相雙值電容電動機的工作原理也是大同小異，隻不過是在原有基礎上增加一個電容，即兩個電容并聯，在與其中一個繞組串聯，如下圖1-7所示。

圖1-7

增加一個電容，就可以使電動機承受更大的起動電流，即更易于電動機的起動。其中與離心開關串聯的電容為起動電容，另一個就為運行電容，當轉子轉速達到一定或額定時離心開關會自動跳開，起動電容被斷開。

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單相雙值電容電動機其實際接線圖之一如下圖1-8所示。

圖1-8

圖1-7和圖1-8在電源線的接法上略有不同，但問題不大。對于單相雙值電容電動機的接線并不是唯一的，但運運行繞組和起動繞組、運行電容和起動電容應該加以區分。

（來源：技成培訓網原創，作者：楊思慧）

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