異步電動機和同步電動機有什么區(qū)別？
日期：2023-05-10
電動機在各行各業(yè)都會用得到，在各種類型的電動機中，異步電動機是最為常見的一種動力設(shè)備，在有的場合也會見到同步電機的使用。同樣是交流電機，到底異步電機和同步電機有什么區(qū)別呢？今天借著這個問題與朋友們探討一下這兩種電機的區(qū)別。
我們先說一下使用最為廣泛的異步電動機。先來剖析一下異步電動機的基本結(jié)構(gòu)，其實異步電動機結(jié)構(gòu)較為簡單，主要有定子部分和轉(zhuǎn)子部分。電動機在啟動的時候，會有兩個所謂的轉(zhuǎn)速，一個轉(zhuǎn)速是我們用眼睛看不到的轉(zhuǎn)速，這個轉(zhuǎn)速我們叫它電磁場的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速，它是電動機通入三相交流電時，在電動機定子磁場內(nèi)形成的一種磁場轉(zhuǎn)速，一般用n0來表示，這個n0我們也叫同步轉(zhuǎn)速，這種轉(zhuǎn)速不但與所通的電源頻率有關(guān)系，而且還與電動機的定子繞組所形成的磁極對數(shù)有關(guān)系。比如我們用的三相交流電它的工作頻率是50HZ，如果電機的磁極對數(shù)是1。那么可以根據(jù)式n0=60f/p=60x50/1=3000r/min，如果電機的磁極對數(shù)是2，那么n0=60f/p=60x50/2=1500r/min。以上這些轉(zhuǎn)速我們都是看不到的，我們所能看到電機的轉(zhuǎn)速是電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動速度，這個轉(zhuǎn)速是由于轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)磁場中受到磁力線的切割，會在轉(zhuǎn)子感應(yīng)出電流，這個感應(yīng)出的電流在旋轉(zhuǎn)磁場中又受到電磁力的作用形成的轉(zhuǎn)動，因此從這兩個轉(zhuǎn)速的產(chǎn)生時間來看，是先有定子的旋轉(zhuǎn)然后才有轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，我們也可以理解異步電動機的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速總是落后電機定子磁場的轉(zhuǎn)速的，因此我們稱這種電機就叫異步電動機。
我們知道同步電動機使用的場合還是比較少的，它的結(jié)構(gòu)也可以分為可轉(zhuǎn)動的部分和不可轉(zhuǎn)動的部分，可轉(zhuǎn)動的部分轉(zhuǎn)子我們稱它為磁極，不可轉(zhuǎn)動部分的定子我們稱它為電樞。那么這個所謂的同步就是指定子形成的旋轉(zhuǎn)磁場n0與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n是沒有轉(zhuǎn)速差，因此它們的轉(zhuǎn)速是相等的，也就是n0=n=60f/p，這就是同步電機名字的由來。
既然兩者旋轉(zhuǎn)速度是一樣的，沒有轉(zhuǎn)速差，那么它又是如何轉(zhuǎn)動的呢？這就要從同步電機的結(jié)構(gòu)來說起了，剛才講了同步電機的定子是電樞，轉(zhuǎn)子是磁極，它工作時就是在定子內(nèi)通入三相交流電，在轉(zhuǎn)子內(nèi)也要通入電流，通入的這個電流是直流電。這樣以來同步電機的定子就會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，那么轉(zhuǎn)子由于通入的是直流電它就會形成恒定的磁場，這兩個磁場就會相互吸引，因此同步電機轉(zhuǎn)子就會受到電磁力的作用轉(zhuǎn)動起來了。
我剛才對異步電機和同步電機做了簡單的對比，從對比中可以看出同步電機要比異步電機的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，由于同步電機的轉(zhuǎn)子上需要通入直流電，因此需要有單獨的直流供電設(shè)備為它提供直流電源，這樣以來同步電機的啟動過程就比異步電機復(fù)雜了許多。鑒于以上原因，在一般場合是很難見到同步電機的身影，例如我所在的工作單位，絕大部分使用的都是三相異步電機和少量的單相異步電機。在特定的控制場合還會用到步進電機和伺服電機。
按照事物存在即合理的思維來看，同步電機也是有優(yōu)點的，比如它的轉(zhuǎn)子使用的是直流電，因此它具有很穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速，它的轉(zhuǎn)速一般不會隨外部負(fù)載的變化而變化。在運行效率上要比三相異步電動機效率高，同時它的功率因數(shù)還有可調(diào)的優(yōu)點，可以為提高電網(wǎng)的功率因數(shù)做貢獻，因此在特定的場合還是值得一用的。
我們先說一下使用最為廣泛的異步電動機。先來剖析一下異步電動機的基本結(jié)構(gòu)，其實異步電動機結(jié)構(gòu)較為簡單，主要有定子部分和轉(zhuǎn)子部分。電動機在啟動的時候，會有兩個所謂的轉(zhuǎn)速，一個轉(zhuǎn)速是我們用眼睛看不到的轉(zhuǎn)速，這個轉(zhuǎn)速我們叫它電磁場的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速，它是電動機通入三相交流電時，在電動機定子磁場內(nèi)形成的一種磁場轉(zhuǎn)速，一般用n0來表示，這個n0我們也叫同步轉(zhuǎn)速，這種轉(zhuǎn)速不但與所通的電源頻率有關(guān)系，而且還與電動機的定子繞組所形成的磁極對數(shù)有關(guān)系。比如我們用的三相交流電它的工作頻率是50HZ，如果電機的磁極對數(shù)是1。那么可以根據(jù)式n0=60f/p=60x50/1=3000r/min，如果電機的磁極對數(shù)是2，那么n0=60f/p=60x50/2=1500r/min。以上這些轉(zhuǎn)速我們都是看不到的，我們所能看到電機的轉(zhuǎn)速是電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動速度，這個轉(zhuǎn)速是由于轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)磁場中受到磁力線的切割，會在轉(zhuǎn)子感應(yīng)出電流，這個感應(yīng)出的電流在旋轉(zhuǎn)磁場中又受到電磁力的作用形成的轉(zhuǎn)動，因此從這兩個轉(zhuǎn)速的產(chǎn)生時間來看，是先有定子的旋轉(zhuǎn)然后才有轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，我們也可以理解異步電動機的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速總是落后電機定子磁場的轉(zhuǎn)速的，因此我們稱這種電機就叫異步電動機。
我們知道同步電動機使用的場合還是比較少的，它的結(jié)構(gòu)也可以分為可轉(zhuǎn)動的部分和不可轉(zhuǎn)動的部分，可轉(zhuǎn)動的部分轉(zhuǎn)子我們稱它為磁極，不可轉(zhuǎn)動部分的定子我們稱它為電樞。那么這個所謂的同步就是指定子形成的旋轉(zhuǎn)磁場n0與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n是沒有轉(zhuǎn)速差，因此它們的轉(zhuǎn)速是相等的，也就是n0=n=60f/p，這就是同步電機名字的由來。
既然兩者旋轉(zhuǎn)速度是一樣的，沒有轉(zhuǎn)速差，那么它又是如何轉(zhuǎn)動的呢？這就要從同步電機的結(jié)構(gòu)來說起了，剛才講了同步電機的定子是電樞，轉(zhuǎn)子是磁極，它工作時就是在定子內(nèi)通入三相交流電，在轉(zhuǎn)子內(nèi)也要通入電流，通入的這個電流是直流電。這樣以來同步電機的定子就會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，那么轉(zhuǎn)子由于通入的是直流電它就會形成恒定的磁場，這兩個磁場就會相互吸引，因此同步電機轉(zhuǎn)子就會受到電磁力的作用轉(zhuǎn)動起來了。
我剛才對異步電機和同步電機做了簡單的對比，從對比中可以看出同步電機要比異步電機的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，由于同步電機的轉(zhuǎn)子上需要通入直流電，因此需要有單獨的直流供電設(shè)備為它提供直流電源，這樣以來同步電機的啟動過程就比異步電機復(fù)雜了許多。鑒于以上原因，在一般場合是很難見到同步電機的身影，例如我所在的工作單位，絕大部分使用的都是三相異步電機和少量的單相異步電機。在特定的控制場合還會用到步進電機和伺服電機。
按照事物存在即合理的思維來看，同步電機也是有優(yōu)點的，比如它的轉(zhuǎn)子使用的是直流電，因此它具有很穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速，它的轉(zhuǎn)速一般不會隨外部負(fù)載的變化而變化。在運行效率上要比三相異步電動機效率高，同時它的功率因數(shù)還有可調(diào)的優(yōu)點，可以為提高電網(wǎng)的功率因數(shù)做貢獻，因此在特定的場合還是值得一用的。