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異步電動(dòng)機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)有什么區(qū)別？
日期：2023-05-10
電動(dòng)機(jī)在各行各業(yè)都會(huì)用得到，在各種類型的電動(dòng)機(jī)中，異步電動(dòng)機(jī)是最為常見的一種動(dòng)力設(shè)備，在有的場(chǎng)合也會(huì)見到同步電機(jī)的使用。同樣是交流電機(jī)，到底異步電機(jī)和同步電機(jī)有什么區(qū)別呢？今天借著這個(gè)問題與朋友們探討一下這兩種電機(jī)的區(qū)別。
我們先說一下使用最為廣泛的異步電動(dòng)機(jī)。先來剖析一下異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)，其實(shí)異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，主要有定子部分和轉(zhuǎn)子部分。電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)的時(shí)候，會(huì)有兩個(gè)所謂的轉(zhuǎn)速，一個(gè)轉(zhuǎn)速是我們用眼睛看不到的轉(zhuǎn)速，這個(gè)轉(zhuǎn)速我們叫它電磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速，它是電動(dòng)機(jī)通入三相交流電時(shí)，在電動(dòng)機(jī)定子磁場(chǎng)內(nèi)形成的一種磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速，一般用n0來表示，這個(gè)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(dòng)機(jī)的定子繞組所形成的磁極對(duì)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(jī)的磁極對(duì)數(shù)是1。那么可以根據(jù)式n0=60f/p=60x50/1=3000r/min，如果電機(jī)的磁極對(duì)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(jī)的轉(zhuǎn)速是電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，這個(gè)轉(zhuǎn)速是由于轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中受到磁力線的切割，會(huì)在轉(zhuǎn)子感應(yīng)出電流，這個(gè)感應(yīng)出的電流在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中又受到電磁力的作用形成的轉(zhuǎn)動(dòng)，因此從這兩個(gè)轉(zhuǎn)速的產(chǎn)生時(shí)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(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速總是落后電機(jī)定子磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速的，因此我們稱這種電機(jī)就叫異步電動(dòng)機(jī)。
我們知道同步電動(dòng)機(jī)使用的場(chǎng)合還是比較少的，它的結(jié)構(gòu)也可以分為可轉(zhuǎn)動(dòng)的部分和不可轉(zhuǎn)動(dòng)的部分，可轉(zhuǎn)動(dòng)的部分轉(zhuǎn)子我們稱它為磁極，不可轉(zhuǎn)動(dòng)部分的定子我們稱它為電樞。那么這個(gè)所謂的同步就是指定子形成的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)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(jī)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(dòng)的呢？這就要從同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)來說起了，剛才講了同步電機(jī)的定子是電樞，轉(zhuǎn)子是磁極，它工作時(shí)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(gè)電流是直流電。這樣以來同步電機(jī)的定子就會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，那么轉(zhuǎn)子由于通入的是直流電它就會(huì)形成恒定的磁場(chǎng)，這兩個(gè)磁場(chǎng)就會(huì)相互吸引，因此同步電機(jī)轉(zhuǎn)子就會(huì)受到電磁力的作用轉(zhuǎn)動(dòng)起來了。
我剛才對(duì)異步電機(jī)和同步電機(jī)做了簡(jiǎn)單的對(duì)比，從對(duì)比中可以看出同步電機(jī)要比異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，由于同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子上需要通入直流電，因此需要有單獨(dú)的直流供電設(shè)備為它提供直流電源，這樣以來同步電機(jī)的啟動(dòng)過程就比異步電機(jī)復(fù)雜了許多。鑒于以上原因，在一般場(chǎng)合是很難見到同步電機(jī)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(jī)和少量的單相異步電機(jī)。在特定的控制場(chǎng)合還會(huì)用到步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)。
按照事物存在即合理的思維來看，同步電機(jī)也是有優(yōu)點(diǎn)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(huì)隨外部負(fù)載的變化而變化。在運(yùn)行效率上要比三相異步電動(dòng)機(jī)效率高，同時(shí)它的功率因數(shù)還有可調(diào)的優(yōu)點(diǎn)，可以為提高電網(wǎng)的功率因數(shù)做貢獻(xiàn)，因此在特定的場(chǎng)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(dòng)機(jī)。先來剖析一下異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)，其實(shí)異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，主要有定子部分和轉(zhuǎn)子部分。電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)的時(shí)候，會(huì)有兩個(gè)所謂的轉(zhuǎn)速，一個(gè)轉(zhuǎn)速是我們用眼睛看不到的轉(zhuǎn)速，這個(gè)轉(zhuǎn)速我們叫它電磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速，它是電動(dòng)機(jī)通入三相交流電時(shí)，在電動(dòng)機(jī)定子磁場(chǎng)內(nèi)形成的一種磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速，一般用n0來表示，這個(gè)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(dòng)機(jī)的定子繞組所形成的磁極對(duì)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(jī)的磁極對(duì)數(shù)是1。那么可以根據(jù)式n0=60f/p=60x50/1=3000r/min，如果電機(jī)的磁極對(duì)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(jī)的轉(zhuǎn)速是電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，這個(gè)轉(zhuǎn)速是由于轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中受到磁力線的切割，會(huì)在轉(zhuǎn)子感應(yīng)出電流，這個(gè)感應(yīng)出的電流在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中又受到電磁力的作用形成的轉(zhuǎn)動(dòng)，因此從這兩個(gè)轉(zhuǎn)速的產(chǎn)生時(shí)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(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速總是落后電機(jī)定子磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速的，因此我們稱這種電機(jī)就叫異步電動(dòng)機(jī)。
我們知道同步電動(dòng)機(jī)使用的場(chǎng)合還是比較少的，它的結(jié)構(gòu)也可以分為可轉(zhuǎn)動(dòng)的部分和不可轉(zhuǎn)動(dòng)的部分，可轉(zhuǎn)動(dòng)的部分轉(zhuǎn)子我們稱它為磁極，不可轉(zhuǎn)動(dòng)部分的定子我們稱它為電樞。那么這個(gè)所謂的同步就是指定子形成的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)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(jī)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(dòng)的呢？這就要從同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)來說起了，剛才講了同步電機(jī)的定子是電樞，轉(zhuǎn)子是磁極，它工作時(shí)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(gè)電流是直流電。這樣以來同步電機(jī)的定子就會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，那么轉(zhuǎn)子由于通入的是直流電它就會(huì)形成恒定的磁場(chǎng)，這兩個(gè)磁場(chǎng)就會(huì)相互吸引，因此同步電機(jī)轉(zhuǎn)子就會(huì)受到電磁力的作用轉(zhuǎn)動(dòng)起來了。
我剛才對(duì)異步電機(jī)和同步電機(jī)做了簡(jiǎn)單的對(duì)比，從對(duì)比中可以看出同步電機(jī)要比異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，由于同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子上需要通入直流電，因此需要有單獨(dú)的直流供電設(shè)備為它提供直流電源，這樣以來同步電機(jī)的啟動(dòng)過程就比異步電機(jī)復(fù)雜了許多。鑒于以上原因，在一般場(chǎng)合是很難見到同步電機(jī)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(jī)和少量的單相異步電機(jī)。在特定的控制場(chǎng)合還會(huì)用到步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)。
按照事物存在即合理的思維來看，同步電機(jī)也是有優(yōu)點(diǎn)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(huì)隨外部負(fù)載的變化而變化。在運(yùn)行效率上要比三相異步電動(dòng)機(jī)效率高，同時(shí)它的功率因數(shù)還有可調(diào)的優(yōu)點(diǎn)，可以為提高電網(wǎng)的功率因數(shù)做貢獻(xiàn)，因此在特定的場(chǎng)合還是值得一用的。