三相異步電機(jī)和同步電機(jī)之間的區(qū)別
發(fā)布時(shí)間：2022-04-21
瀏覽次數(shù)：43
無論是同步電動(dòng)機(jī)還是異步電動(dòng)機(jī)，它們都由定子和轉(zhuǎn)子組成。顧名思義，定子是三相異步電機(jī)的固定部分，轉(zhuǎn)子是電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)部分。
三相異步電機(jī)的定子分為定子鐵心和定子繞組，轉(zhuǎn)子也分為轉(zhuǎn)子鐵心和轉(zhuǎn)子繞組。例如，下圖顯示了電機(jī)的定子鐵心和定子繞組（線圈）。
三相異步電機(jī)定子的主要功能：當(dāng)定子線圈與三相交流電連接時(shí)，定子線圈會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，而磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)速度與電源的頻率有關(guān)。
我們可以簡(jiǎn)單地理解，當(dāng)三相交流電施加到定子線圈時(shí)，定子線圈將產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，就像在定子芯中旋轉(zhuǎn)的磁體一樣。如果增加電源頻率，磁鐵的轉(zhuǎn)速也將增加；相反，如果降低功率頻率，則磁體的轉(zhuǎn)速將降低。因此我們可以控制電源的頻率來調(diào)整電動(dòng)機(jī)定子磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速。
假設(shè)此時(shí)，如果在定子鐵心的內(nèi)圈中放置一個(gè)小鋼球，則將三相交流電施加到三相異步電機(jī)的定子繞組上。我們可以看到，小鋼球?qū)⒄掣皆阼F芯上并隨磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)。
同步電動(dòng)機(jī)和異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組相同，主要區(qū)別在于轉(zhuǎn)子。讓我們看一下它們的基本原理。
同步電動(dòng)機(jī)原理
假設(shè)將永磁體制成三相異步電機(jī)轉(zhuǎn)子，由于轉(zhuǎn)子永磁體和定子磁場(chǎng)相互吸引，因此轉(zhuǎn)子永磁體將隨著定子繞組的磁場(chǎng)而旋轉(zhuǎn)。定子鐵心磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)得越快，轉(zhuǎn)子（電動(dòng)機(jī)）的速度就越快。由于電動(dòng)機(jī)的速度和磁場(chǎng)的速度是一致的，因此稱為同步電動(dòng)機(jī)。
由于永磁體的磁場(chǎng)強(qiáng)度相對(duì)較弱并且負(fù)載相對(duì)較輕，因此許多同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子使用電磁體代替永磁體，也就是說，將轉(zhuǎn)子制成電磁體。電磁線圈稱為勵(lì)磁繞組。
異步電動(dòng)機(jī)原理
根據(jù)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)，異步電動(dòng)機(jī)可分為兩種，即鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)和繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)。這里以常用的鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)為例。
鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子一般是鑄鋁轉(zhuǎn)子，其繞組是銅或鋁條，繞組的兩端焊接在一起，就像老鼠籠一樣。
定子繞組與三相交流電連接后，定子的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)將切斷轉(zhuǎn)子繞組，從而感應(yīng)繞組上的電流（鋁條）。電流通過繞組（鋁帶）后，將被磁場(chǎng)中的電磁力加速。
隨著三相異步電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度越來越快，當(dāng)轉(zhuǎn)子速度=定子磁場(chǎng)速度時(shí)，兩者保持相對(duì)靜止。此時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子繞組之間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)（即轉(zhuǎn)子繞組沒有切斷），轉(zhuǎn)子將失去電磁力并減速。當(dāng)電動(dòng)機(jī)減速時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子繞組的相對(duì)運(yùn)動(dòng)再次出現(xiàn)，并且轉(zhuǎn)子將被電磁力加速。
簡(jiǎn)單地說，交流異步電動(dòng)機(jī)是基于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來獲得旋轉(zhuǎn)力的。一旦三相異步電機(jī)速度達(dá)到磁場(chǎng)速度，它將失去旋轉(zhuǎn)力并減速；減速后會(huì)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所以會(huì)再次加速。因此，電動(dòng)機(jī)一直處于加速和減速狀態(tài)。由于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速不一致，所以稱為異步電動(dòng)機(jī)。
兩者的優(yōu)缺點(diǎn)及其應(yīng)用
同步電動(dòng)機(jī)的速度與定子磁場(chǎng)的速度同步。不管電動(dòng)機(jī)的負(fù)載如何，只要電動(dòng)機(jī)不失步，電動(dòng)機(jī)的速度就不會(huì)改變。只要調(diào)節(jié)電源的頻率，就可以精確地調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)速度，這適合于精確的速度調(diào)節(jié)場(chǎng)合。由于同步電動(dòng)機(jī)的精度高，制造復(fù)雜，成本高和維護(hù)困難，因此不被地用作異步電動(dòng)機(jī)，并且主要用于大型發(fā)電機(jī)。
異步電動(dòng)機(jī)的速度低于定子磁場(chǎng)的速度，這與負(fù)載有關(guān)。電動(dòng)機(jī)的速度將隨著負(fù)載的變化而變化。異步電動(dòng)機(jī)由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，安裝方便，經(jīng)久耐用而被使用。在中國(guó)的電機(jī)中，異步電動(dòng)機(jī)至少占80％。
三相異步電機(jī)的定子分為定子鐵心和定子繞組，轉(zhuǎn)子也分為轉(zhuǎn)子鐵心和轉(zhuǎn)子繞組。例如，下圖顯示了電機(jī)的定子鐵心和定子繞組（線圈）。
三相異步電機(jī)定子的主要功能：當(dāng)定子線圈與三相交流電連接時(shí)，定子線圈會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，而磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)速度與電源的頻率有關(guān)。
我們可以簡(jiǎn)單地理解，當(dāng)三相交流電施加到定子線圈時(shí)，定子線圈將產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，就像在定子芯中旋轉(zhuǎn)的磁體一樣。如果增加電源頻率，磁鐵的轉(zhuǎn)速也將增加；相反，如果降低功率頻率，則磁體的轉(zhuǎn)速將降低。因此我們可以控制電源的頻率來調(diào)整電動(dòng)機(jī)定子磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速。
假設(shè)此時(shí)，如果在定子鐵心的內(nèi)圈中放置一個(gè)小鋼球，則將三相交流電施加到三相異步電機(jī)的定子繞組上。我們可以看到，小鋼球?qū)⒄掣皆阼F芯上并隨磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)。
同步電動(dòng)機(jī)和異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組相同，主要區(qū)別在于轉(zhuǎn)子。讓我們看一下它們的基本原理。
同步電動(dòng)機(jī)原理
假設(shè)將永磁體制成三相異步電機(jī)轉(zhuǎn)子，由于轉(zhuǎn)子永磁體和定子磁場(chǎng)相互吸引，因此轉(zhuǎn)子永磁體將隨著定子繞組的磁場(chǎng)而旋轉(zhuǎn)。定子鐵心磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)得越快，轉(zhuǎn)子（電動(dòng)機(jī)）的速度就越快。由于電動(dòng)機(jī)的速度和磁場(chǎng)的速度是一致的，因此稱為同步電動(dòng)機(jī)。
由于永磁體的磁場(chǎng)強(qiáng)度相對(duì)較弱并且負(fù)載相對(duì)較輕，因此許多同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子使用電磁體代替永磁體，也就是說，將轉(zhuǎn)子制成電磁體。電磁線圈稱為勵(lì)磁繞組。
異步電動(dòng)機(jī)原理
根據(jù)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)，異步電動(dòng)機(jī)可分為兩種，即鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)和繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)。這里以常用的鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)為例。
鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子一般是鑄鋁轉(zhuǎn)子，其繞組是銅或鋁條，繞組的兩端焊接在一起，就像老鼠籠一樣。
定子繞組與三相交流電連接后，定子的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)將切斷轉(zhuǎn)子繞組，從而感應(yīng)繞組上的電流（鋁條）。電流通過繞組（鋁帶）后，將被磁場(chǎng)中的電磁力加速。
隨著三相異步電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度越來越快，當(dāng)轉(zhuǎn)子速度=定子磁場(chǎng)速度時(shí)，兩者保持相對(duì)靜止。此時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子繞組之間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)（即轉(zhuǎn)子繞組沒有切斷），轉(zhuǎn)子將失去電磁力并減速。當(dāng)電動(dòng)機(jī)減速時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子繞組的相對(duì)運(yùn)動(dòng)再次出現(xiàn)，并且轉(zhuǎn)子將被電磁力加速。
簡(jiǎn)單地說，交流異步電動(dòng)機(jī)是基于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來獲得旋轉(zhuǎn)力的。一旦三相異步電機(jī)速度達(dá)到磁場(chǎng)速度，它將失去旋轉(zhuǎn)力并減速；減速后會(huì)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所以會(huì)再次加速。因此，電動(dòng)機(jī)一直處于加速和減速狀態(tài)。由于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速不一致，所以稱為異步電動(dòng)機(jī)。
兩者的優(yōu)缺點(diǎn)及其應(yīng)用
同步電動(dòng)機(jī)的速度與定子磁場(chǎng)的速度同步。不管電動(dòng)機(jī)的負(fù)載如何，只要電動(dòng)機(jī)不失步，電動(dòng)機(jī)的速度就不會(huì)改變。只要調(diào)節(jié)電源的頻率，就可以精確地調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)速度，這適合于精確的速度調(diào)節(jié)場(chǎng)合。由于同步電動(dòng)機(jī)的精度高，制造復(fù)雜，成本高和維護(hù)困難，因此不被地用作異步電動(dòng)機(jī)，并且主要用于大型發(fā)電機(jī)。
異步電動(dòng)機(jī)的速度低于定子磁場(chǎng)的速度，這與負(fù)載有關(guān)。電動(dòng)機(jī)的速度將隨著負(fù)載的變化而變化。異步電動(dòng)機(jī)由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，安裝方便，經(jīng)久耐用而被使用。在中國(guó)的電機(jī)中，異步電動(dòng)機(jī)至少占80％。
- 聯(lián)軸器如何保養(yǎng)上一個(gè)：
- 西門子電機(jī)基本樣式有哪些？下一個(gè)：