同步电机和异步电机有什么区别?大量动图让你一次看过够

                        发表时间:2021-08-25 文章出处:网络人气:-


                        之前写了同步电机和感应电机(异步电机),今天我们来总结一下两者有什么区别。这里直接给出结果,感兴趣的朋友可以回顾一下两种电机的基本原理。对了,文末送大量的动图,千万别错过哦。


                        01同步电机和异步电机的区别
                        01
                        电机定义

                        同步电机速度等于定子旋转磁场的速度。异步/感应电机速度落后于定子旋转磁场的速度。


                        直流励磁同步电机:转子转速和定子磁场转速同步。


                        鼠笼感应电机:转子转速和定子磁场转速间不同步,有滑差。

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                        基本原理

                        同步电机通过转子磁场和定子磁场之间的“互锁”来运行。转子磁场可以由直流励磁产生,也可以用永磁铁产生。感应电机的工作原理是“电磁感应”:定子旋转变化的磁场在转子中感应出电流,此电流在磁场中受力,带动转子转动。

                        直流励磁同步电机转子也要通电,如转子上的蓝色箭头。

                        鼠笼感应电机,转子不通电,而是感应出电流,如图中蓝色箭头。

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                        绕组

                        同步电机需要转子绕组,而感应电机最常见的情况是,转子中的导电条在两端短接在一起以形成“鼠笼”,当然感应电机也有绕组式转子。

                        04

                        同步电机需要直流电源给转子绕组通电,实现转子励磁。而感应电机不用给转子供电。

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                        转子励磁

                        直流励磁同步电机需要直流电来激励转子,永磁同步电机不用励磁转子。感应电机不用励磁转子。

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                        滑环

                        同步电机需要滑环和电刷来实现励磁。感应电机不需要滑环,但是绕线感应电机具有滑环,将绕组形成闭合回路,用于软启动或速度控制。

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                        直流励磁同步电机转子和滑环感应电机转子。

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                        滑环感应电机转子和鼠笼感应电机转子。

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                        速度

                        同步电机的运行速度为同步速度(RPM=120f/P)。而感应电机的运行速度小于同步速度(RPM=120f/P-S,S即滑差),当负载扭矩为零时,滑差几乎为零,但是当负载扭矩增加时,滑差也跟着增加。 

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                        同步电机及异步电机转速和功率关系

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                        启动

                        同步电机除了达到同步速度后才能有效运行外,还需要启动机构。三相感应电机可以通过简单地施加交流电即可启动,但是单相感应电机需要一个附加的启动电路。

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                        单相异步电机启动方法,及同步电机异步启动转子结构示意图。

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                        功率因素

                        直流励磁同步电机的功率因数可以调整为滞后,统一或超前,而感应电机必须始终以滞后功率因数运行。同步电机可在转子中构造成带有永磁体的结构,从而消除了滑环,转子绕组,直流励磁系统和功率因数的可调节性。

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                        用法

                        同步电机除了提供扭矩来驱动机械负载外,它还可用于功率因数校正。感应电机仅用于驱动机械负载。

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                        效率

                        感应电机效率较低,而与相同额定电压和输出功率的感应电机相比,同步电机的效率较高。

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                        成本

                        因为多了转子励磁或者永磁铁,还有外部辅助启动设备,所以与具有相同额定电压和输出的感应电机相比,感应电机的价格较低,而同步电机的价格较高。

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                        用途

                        同步电机可用于功率因数校正,恒速负载服务,传输线的电压调节等。比如风扇,吹风机,同步时钟,设备中的计时器,录音机和精密伺服机构。而感应电机主要用于工业传动中,例如传送带,轧机,混合机,磨床等。

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                        复杂性

                        同步电机的构造非常复杂,制造困难,通常仅制造大功率电机,但是,也存在较小尺寸的永磁同步电机。感应电机的构造相对容易,小型感应电机被制造出来,并且通常在家庭应用中使用。

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                        维修保养

                        同步电机需要时常维护。而感应电机只需要很少的维护。


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                        同步电机和异步电机的区别汇总总图


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                        同步电机和异步电机结构和旋转动图


                        鼠笼感应电机结构示意图




                        鼠笼感应电机旋转磁场和中间轴同时转动。


                        单相鼠笼感应电机受力展示


                        直流励磁同步电机结构

                        同步电机定子旋转磁场(含有定子和转子文字说明)。


                        同步电机转子转动示意图


                        同步电机转子旋转示意图(含速度公式)。


                        - END - 








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