减速电机的调速背景

单相感应电机只需要单相市电电源供电即可工作，可靠简单，是最早进入家电应用领域的电机种类之一。据相关统计，目前大部分的家用落地扇、吊扇、空调外机、厨房烟机等家用电器仍然采用单相感应电机。在诸多单相感应电机类型中，更常见的是如图1所示的电容运行电机，启动电容和启动绕组始终都参与工作。

1. 单相感应电容运行电机

大多电机工作过程中经常面临调速的问题，单相感应电机也不例外。如家用电扇要切换转速挡位实现不同的出风量。传统常见的调速方式有抽头调速和可控硅斩波调速。

减速电机的调速抽头调速

辅助绕组分出若干抽头，通过机械开关接不同的绕组实现电机调速。一般单相感应电机是基于满载工况优化设计，通过改变抽头组合让部分辅助绕组产生反向抵消磁场来实现减速目的。电机满载工况下绕组磁场接近正交的圆形，噪音和效率表现相对较好；低速工况下抽头绕组结构改变让电机运行失去了对称性，偏向椭圆磁场，转矩脉动的分量增加，效率降低，噪音变大。此时电机偏离了原有优化的状态，电机转速虽然降下来了，但其输入功率却没有成比例下降，还经常伴随着恼人的电磁噪音。从某种意义来说，抽头调速是靠绕组间“出力抵消“，消耗能量来达到调速目的。此外，多抽头结构也不利于电机标准化生产。

2. 单相感应电机抽头调速

减速电机的调速可控硅调速

抽头调速只能实现有限挡位调速，某些应用需要实现无级调速或闭环调速，如空调风机，或者高端风扇要求产生连续的睡眠风和自然风。在这样的应用场合，前面的调速方式显然无法满足要求。某些家电厂采用可控硅斩波实现单相感应电机的调压调速，即将交流市电经双向可控硅斩波后加到电机负载。连续改变可控硅导通角，调节等效的电机电压实现无级调速。但工频的可控硅斩波导致电机输入电压波形严重失真，功率因数变差，因此这种可控硅调速也同样存在严重的电磁噪音问题。

3. 单相感应电机可控硅调速

近年来一些家电厂商推出了低压无刷直流电机(BLDC)方案，该类方案可以解决上述调速带来的噪音和能效痛点问题，但系统复杂，还需要一个额外的电源适配器，整机系统价格相对昂贵，尚无法完全取代单相感应电机。而传统单相感应电机依然占据相当大的市场份额。