1樓：劉利貞
你說的電機大概律是單相感應電機了。解釋起來很麻煩，建議學學電機學。
等有時間再來寫答案吧，占個坑。
首先大致講一下三相非同步電機的原理吧。你可以理解為一塊電磁鐵在旋轉，大致就是這樣吧。
感應電機的原理
導體和銅環導軌就是非同步電機的轉子。空間旋轉磁場是由定子繞組產生的。這裡的模型等效於高中課程裡經常遇到的無限長導軌，磁場運動時，導體的受力分析。
從這裡的模型，可以知道，明白以下兩點：
1.如果導軌不是光滑的，導體的旋轉速度不可能跟上磁鐵的旋轉速度。因此稱為非同步電機。
2.磁鐵與導體的速度差，使得導體切割磁感線，從而產生安培力，也產生了旋轉力矩。
原理很簡單，這裡問題的關鍵是空間旋轉磁場的產生，以及旋轉力矩的大小。這兩個問題是分析非同步電機的核心內容。先分析三相的非同步電機能夠更好的理解單相非同步電機。
考慮到題主可能是高中生，或者是非電專業的。我的回答盡量使用高中知識。
目前全世界通用的電力系統都是三相電系統，當年我們電氣的祖師爺特斯拉老爺子之所以大力推廣三相電交流輸電系統，除了考慮到輸電的經濟型，還因為三相電系統能夠使用非同步電機這樣的電機，而且三相電的效率比兩相系統效率更高，單相最差。如果沒有相當地的電管所申請三相電，一般居民使用的都是三相電中的一相。這裡簡要介紹一下三相電系統。
三相電的電壓都為正弦，A、B、C相依次滯後120°。這裡給出三相電流表示，因為後面分析電機的磁動勢的時候要用到。
其中 I 是有效值，所以要乘 ，表示幅值。非同步電機的定子繞組一般是分布式繞組，這裡將其等效為集中繞組，且僅分析基波磁動勢。因為分布式繞組的三相合成磁動勢是階梯波，分析過於複雜，這裡做了簡化。
定子繞組等效後的模型如下。
三相集中繞組及合成基波磁動勢
A、B、C三相繞組空間上依次超前120°。這裡要與三相電壓的相位依次滯後120°區分開。則A、B、C三相繞組的磁動勢基波分別為
使用積化和差公式，得到 注意， 表示定子繞組的空間位置，原點一般定在A相軸。這裡表示的基波磁動勢函式是乙個二元函式，表示的基波磁動勢在空間位置上隨時間變化的函式。其合成磁動勢為三相相加，注意，上式等號右邊第二項相加為0，而第一項都一樣，所以合成磁動勢的表示特別簡單
高中的物理知識涉及到此類函式，這是乙個典型的行波函式。大致長這樣
行波磁動勢
這個行波就是那個磁鐵。
那麼單相非同步電機怎麼產生旋轉磁動勢呢，沒有空間相位互差120°的三相繞組，積化和差公式不能使用，導體怎麼切割磁感線產生安培力？
其實單相繞組其實能夠產生旋轉磁動勢的，只不過產生的旋轉磁動勢大小相同，方向正好相反。比如，三相繞組中的A相產生的基波磁動勢，積化和差之後，就有兩個行波
但是旋轉方向相反，也就是 前面的正負號不一樣。所以單相非同步電機啟動的時候，產生方向相反，大小相同的旋轉力矩，因此無法自啟動。但是電機一旦轉起來之後，情況就不一樣了。
我們看一下三相電機的轉矩大小與轉差的關係。前面我提到，非同步電機轉子不可能跟上磁場的轉速，因此轉子一直在切割磁感線，產生電流，從而產生安培力。切割磁場越快，產生的感應電動勢越大，電流也就也大，因此安培力也就越大。
但是電機轉矩最大的地方不是在電機啟動的時候，原因很多，我簡要說明以下兩點。
1，轉子是有電阻的，而能量是守恆的，雖然啟動的時候轉子切割磁場的轉速最大。但是同樣，轉子電阻消耗的能量也最大，此時產生的轉矩的能量就少了。
2，轉子不僅有電阻，還有漏感。漏感也要產生壓降，且切割磁場轉速也快，頻率也高，感抗越大，產生的電流越小。這也是其中最主要的原因。
綜合這兩部分的原因，非同步電機的轉差與轉矩的關係如下圖所示
非同步電機的轉矩與轉差的關係
公式推導太麻煩，這裡不再過多的解釋。明白上述我強調的兩點就行。轉差s為1對應於電機啟動的時刻，s為0對應於轉子與磁場旋轉速度一樣。
轉矩最大的時刻存在於其間的某個位置，具體與轉子電阻相關度較大。
上面分析了，單相非同步電機產生的是方向相反的兩個行波磁動勢。那麼這兩個磁動勢對應於三相非同步電機的轉矩就是轉差為0-2這一段。將這一段擷取出來，並進行相加，可以得到單相非同步電機的轉矩隨轉差的變化情況
單相非同步電機轉差於轉矩的關係
虛線是上圖擷取出來的，正反方向產生的轉矩影象是旋轉對稱的。合成之後實線表示的影象就是非同步電機的轉差於轉矩的關係影象。從這副圖中，可以獲得兩個資訊
1.轉差為1時，也就是單相非同步電機啟動的時刻，轉矩為0。這一點前面也進行論述。
2.一旦電機朝某個方向旋轉後，磁動勢產生的轉矩，與旋轉方向相同的轉矩要比方向相反的大。
第一點決定了單相非同步電機無法自啟動，因為沒有啟動轉矩。第二點決定了單相非同步電機是可以穩定旋轉的，但是產生的轉矩沒有三相非同步電機的大，因為有負轉矩的存在。因此，單相非同步電機只需要有乙個正方向的啟動轉矩即可。
啟動後，就可以穩定執行了。所以，單相非同步電機的設計，需要啟動繞組使其產生啟動轉矩。一般家用的風扇，用一段時間後，啟動無力，甚至會反轉，就是啟動繞組出現問題。
單相非同步電機的啟動繞組設計
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