На статорі однофазного АД розташовується одна обмотка. Ротор має короткозамкненим обмотку. Протікає по обмотці статора змінний струм створює пульсуючий магнітний потік, що змінює свій напрямок з частотою напруги мережі. Цей потік весь час спрямований по осьовій лінії полюсів, і його значення у часі змінюється за синусоїдальним законом.
Принцип дії. Пульсуючий магнітний потік можна представити як результат складання двох обертових з однаковою частотою в протилежному напрямку потоків, значення яких дорівнюють.
Якщо пульсуючий потік змінюється за законом Ф = Фмах cos # 969; t. то при t = 0 потік Ф = Фмах. Обертові потоки Ф1 і Ф11 рівні 0,5 Фмах і при t = 0 збігаються за напрямком. Сума обертових потоків дорівнює пульсуючому потоку при t = 0.
Через деякий час при t = Т / 8 пульсуючий потік Ф = Фмах cos (π / 4) = 0,707 Фмах. За цей час потік Ф1, що обертається за годинниковою стрілкою з частотою n1 повернеться на кут π / 4. на такий же кут, але в протилежному напрямку, повернеться обертовий потік Ф11. частота обертання якого n11. Частоти обертання рівні між собою: n1 = n11 = 60f / p. При t = Т / 8 маємо Ф1 + Ф11 = Ф.
З малюнка слід, що для кожного моменту часу векторна сума обертових потоків дорівнює пульсуючому магнітному потоку. Це дозволяє розглядати однофазний АТ за умови існування двох обертових магнітних потоків Ф1 і Ф11.
При нерухомому роторі ці потоки створюють обертові моменти, напрямки яких збігаються з напрямом обертання магнітних потоків, а значення .пропорціональни їх значенням. Отже, потокіФ1 і Ф11 створюють рівні, але протилежні по напрямку обертаючі моменти, в результаті чого ротор не може рушити з місця. Пусковий момент двигуна дорівнює нулю.
Якщо ротор обертати в напрямку обертання потоку Ф1. то потік Ф1 буде прямим, а потік Ф11 - зворотним. При цьому ковзання ротора по відношенню до водних потоків Ф1 і Ф11 .становіться різним.
При пуску двигуна s1 = 1 і s11 = 1. Якщо s 1 = 0, то і s 11 = 2, а якщо
s 1 = 2, то і s 11 = 0.
Кожен з обертових потоків створює крутний момент залежно від ковзання яких має такий же вигляд, як для трифазних асинхронних двигунів.
Проаналізуємо завісімостьМ (s). При s1 = s11 = 1 обертовий момент М = Мп = 0. При зменшенні ковзання s1 двигун розвиває крутний момент, спрямований в бік обертання потоку Ф1; при зменшенні ковзання s11 (s11 <1)- в сторону вращения потока Ф11. Таким образом, если каким либо способом привести ротор во вращение, то возникает момент М> 0, спрямований в бік обертання ротора. Момент, що обертає має максимальне значення Ммах. яке менше максимального значення М1.
Однофазний асинхронний двигун з пусковою обмоткою. Для пуску вхід однофазного АД застосовують спеціальну пускову обмотку (ПО), розташовується на статорі під кутом 90 ° до робочої (РО).
Послідовно з пусковою обмоткою включають конденсатор С. завдяки якому струм Iп в цій обмотці випереджає по фазі напругу мережі U1 на деякий кут. Застосування пусковий обмотки забезпечує виконання двох необхідних умов отримання обертового магнітного потоку (зсув обмоток статора в просторі і зрушення струмів в обмотках по фазі на деякий кут).
Пускова обмотка включається тільки під час пуску. Завдяки їй в двигуні утворюється обертається магнітний потік і з'являється крутний момент М ', причому пусковий момент М' п> 0.
Двигун рушає з місця і розганяється відповідно до залежності М '(s). Розгін двигуна закінчується в точок 1 ', коли крутний момент стає рівним гальмівного (М' = Мт). Після цього пускову обмотку відключають. Тепер магнітний потік створюється тільки робочої обмоткою. В цьому режимі є обертовий момент М. При відключенні пускової обмотки завдяки інерції маси частота обертання ротора не зміниться, ковзання залишиться рівним s'1. а робочою точкою стає точка 2 на кривій М (s). Так як гальмівний момент Мт залишиться незмінним, то точки 2 маємо М<Мт.. Двигатель начинает тормозиться, скольжение s увеличивается, вращающий момент увеличивается, и в точке 1 кривой М (s ) наступает равенство моментов (М = Мт ). Получаем установившийся режим работы двигателя при несколько большем скольжении s1 .
При постійно включеної пусковий обмотці з конденсатором двигун називається конденсаторним. У цьому випадку для отримання найбільшого пускового моменту і кращих характеристик в робочому режимі паралельно з робочою ємністю Ср включають пускову обмотку Сп. яку відключають після закінчення пуску. Коефіцієнт потужності конденсаторного двигуна .више, ніж однофазного, і досягає значень 0,8 ... 0,95, а ККД - 0,5 0,7.
Перевагою однофазного двигуна є те, що для його живлення не потрібно джерело трифазного напруги. Але він має суттєві недоліки, серед яких - відсутність пускового моменту, низький cos # 966; і ККД, менша перевантажувальна здатність, нерегульована частота обертання. Однофазні двигуни з пусковою обмоткою випускаються на потужність до 600 Вт.