三項(xiàng)同步電機(jī)與異步電機(jī)的區(qū)別

1、三項(xiàng)同步電機(jī)與異步電機(jī)的區(qū)別工作原理電機(jī)的形式很多，但其工作原理都基于電磁感應(yīng)定律和電磁力定律。因此，其構(gòu)造的一般原則是： 用適當(dāng)?shù)膶?dǎo)磁和導(dǎo)電材料構(gòu)成互相進(jìn)行電磁感應(yīng)的磁路和電路，以產(chǎn)生電磁功率，達(dá)到能量轉(zhuǎn)換的目的。三相異步電機(jī)是感應(yīng)電機(jī)， 定子通入電流以后，部分磁通穿過(guò)短路環(huán)，并在其中產(chǎn)生感應(yīng)電流。 短路環(huán)中的電流阻礙磁通的變化， 致使有短路環(huán)部分和沒(méi)有短路環(huán)部分產(chǎn)生的磁通有了相位差， 從而形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。通電啟動(dòng)后， 轉(zhuǎn)子繞組因與磁場(chǎng)間存在著相對(duì)運(yùn)動(dòng)而感生電動(dòng)勢(shì)和電流，即旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子存在相對(duì)轉(zhuǎn)速， 并與磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)起來(lái)，實(shí)現(xiàn)能量變換。電動(dòng)機(jī)分類1按工作電源分類根據(jù)電動(dòng)

2、機(jī)工作電源的不同，可分為直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)。其中交流電動(dòng)機(jī)還分為單相電動(dòng)機(jī)和三相電動(dòng)機(jī)。 2按結(jié)構(gòu)及工作原理分類根據(jù)電動(dòng)機(jī)按結(jié)構(gòu)及工作原理的不同， 可分為直流電動(dòng)機(jī)， 異步電動(dòng)機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)。 同步電動(dòng)機(jī)還可分為永磁同步電動(dòng)機(jī)、 磁阻同步電動(dòng)機(jī)和磁滯同步電動(dòng)機(jī)。 異步電動(dòng)機(jī)可分為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和交流換向器電動(dòng)機(jī)。 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)又分為三相異步電動(dòng)機(jī)、 單相異步電動(dòng)機(jī)和罩極異步電動(dòng)機(jī)等。 交流換向器電動(dòng)機(jī)又分為單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)、交直流兩用電動(dòng)機(jī)和推斥電動(dòng)機(jī)。直流電動(dòng)機(jī)按結(jié)構(gòu)及工作原理可分為無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)和有刷直流電動(dòng)機(jī)。有刷直流電相同，總是小于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速。但在特殊運(yùn)行方式下（如發(fā)電制動(dòng)），三相

3、異步電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速可以大于同步轉(zhuǎn)速。 三相異步電機(jī)轉(zhuǎn)矩 對(duì)稱 3 相繞組通入對(duì)稱 3 相電流，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)線切割轉(zhuǎn)子繞組，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生 e 和 i ，轉(zhuǎn)子繞組在磁場(chǎng)中受到電磁力的作用，即產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩， 使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)起來(lái)，轉(zhuǎn)子輸出機(jī)械能量， 帶動(dòng)機(jī)械負(fù)載旋轉(zhuǎn)起來(lái)。在交流電機(jī)中，當(dāng)定子繞組通過(guò)交流電流時(shí)，建立了電樞磁動(dòng)勢(shì)，它對(duì)電機(jī)能量轉(zhuǎn)換和運(yùn)行性能都有很大影響。 所以三相交流繞組通入三相交流產(chǎn)生脈振磁動(dòng)勢(shì)， 該磁動(dòng)勢(shì)可分解為兩個(gè)幅值相等、 轉(zhuǎn)速相反的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)和，從而在氣隙中建立正傳和反轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和。 這兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，并分別在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流。該電流

4、與磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生正、 反電磁轉(zhuǎn)矩。 正向電磁轉(zhuǎn)矩企圖使轉(zhuǎn)子正轉(zhuǎn)；反向電磁轉(zhuǎn)矩企圖使轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)。 這兩個(gè)轉(zhuǎn)矩疊加起來(lái)就是推動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的合成轉(zhuǎn)矩。 三相異步電機(jī)轉(zhuǎn)速 在電機(jī)定子中通入 3 相交流電，使其產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)速為 n0。不同的磁極對(duì)數(shù) p，在相同頻率 f=50Hz 的交流電作用下，會(huì)產(chǎn)生不同的同步轉(zhuǎn)速 n0，n0=60f/p 。 電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速小于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速，它和感應(yīng)電機(jī)基本上是相同的。 s=(ns-n)/ns 。 s 為轉(zhuǎn)差率，為磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速， n 為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。 三相異步電機(jī)種類 ns按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同，三相異步電機(jī)可分為籠式和繞線式兩種。籠式轉(zhuǎn)子的異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、重量輕

5、、價(jià)格便宜，得到了廣泛的應(yīng)用， 其主要缺點(diǎn)是調(diào)速困難。繞線式三相異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子一樣也設(shè)置了三相繞組并通過(guò)滑環(huán)、電刷與外部變阻器連接。調(diào)節(jié)變阻器電阻可以改善電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能和調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。三相異步電機(jī)特點(diǎn) :優(yōu)點(diǎn)：與單相異步電動(dòng)機(jī)相比，三相異步電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，運(yùn)行性能好，并可節(jié)省各種材料，價(jià)格便宜。缺點(diǎn)：功率因數(shù)滯后，輕載功率因數(shù)低，調(diào)速性能稍差。三相異步電機(jī)的使用三相異步電機(jī)功率大，主要制成大型電機(jī)。它一般用于有三相電源(Triple-phase power) 的大型工業(yè)設(shè)備中。首先說(shuō)明一點(diǎn)的是，三相異步電機(jī)只用于電動(dòng)機(jī)，極少用作發(fā)電機(jī)，都是同步電機(jī)用來(lái)發(fā)電。對(duì)于 1kW以下

6、的小功率三相異步電機(jī)，不僅可以作三相運(yùn)行， 而且也可以作單相運(yùn)行。三相異步電機(jī)的幾種調(diào)速方式比較三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速公式為：n=60f/p(1-s)從上式可見(jiàn)， 改變供電頻率 f 、電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù) p 及轉(zhuǎn)差率 s 均可達(dá)到改變轉(zhuǎn)速的目的。從調(diào)速的本質(zhì)來(lái)看， 不同的調(diào)速方式無(wú)非是改變交流電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速或不改變同步轉(zhuǎn)兩種。 在生產(chǎn)機(jī)械中廣泛使用不改變同步轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法有繞線式電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速、斬波調(diào)速、串級(jí)調(diào)速以及應(yīng)用電磁轉(zhuǎn)差離合器、 液力偶合器、油膜離合器等調(diào)速。改變同步轉(zhuǎn)速的有改變定子極對(duì)數(shù)的多速電動(dòng)機(jī)， 改變定子電壓、 頻率的變頻調(diào)速有能無(wú)換向電動(dòng)機(jī)調(diào)速等。 從調(diào)速時(shí)的能耗觀點(diǎn)來(lái)看，

7、有高效調(diào)速方法與低效調(diào)速方法兩種： 高效調(diào)速指時(shí)轉(zhuǎn)差率不變，因此無(wú)轉(zhuǎn)差損耗，如多速電動(dòng)機(jī)、變頻調(diào)速以及能將轉(zhuǎn)差損耗回收的調(diào)速方法（如串級(jí)調(diào)速等） 。有轉(zhuǎn)差損耗的調(diào)速方法屬低效調(diào)速，如轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速方法，能量就損耗在轉(zhuǎn)子回路中；電磁離合器的調(diào)速方法，能量損耗在離合器線圈中；液力偶合器調(diào)速，能量損耗在液力偶合器的油中。 一般來(lái)說(shuō)轉(zhuǎn)差損耗隨調(diào)速范圍擴(kuò)大而增加，假如調(diào)速范圍不大，能量損耗是很小的。一、變極對(duì)數(shù)調(diào)速方法這種調(diào)速方法是用改變定子繞組的接紅方式來(lái)改變籠型電動(dòng)機(jī)定子極對(duì)數(shù)達(dá)到調(diào)速目的， 特點(diǎn)如下：具有較硬的機(jī)械特性，穩(wěn)定性良好；無(wú)轉(zhuǎn)差損耗，效率高；接線簡(jiǎn)單、控制方便、價(jià)格低；有級(jí)調(diào)速，級(jí)差較大

8、，不能獲得平滑調(diào)速；可以與調(diào)壓調(diào)速、電磁轉(zhuǎn)差離合器配合使用，獲得較高效率的平滑調(diào)速特性。本方法適用于不需要無(wú)級(jí)調(diào)速的生產(chǎn)機(jī)械，如金屬切削機(jī)床、升降機(jī)、起重設(shè)備、風(fēng)機(jī)、水泵等。二、變頻調(diào)速方法變頻調(diào)速是改變電動(dòng)機(jī)定子電源的頻率，從而改變其同步轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法。 變頻調(diào)速系統(tǒng)主要設(shè)備是提供變頻電源的變頻器，變頻器可分成交流直流交流變頻器和交流交流變頻器兩大類，目前國(guó)內(nèi)大都使用交直交變頻器。其特點(diǎn)：效率高，調(diào)速過(guò)程中沒(méi)有附加損耗； 應(yīng)用范圍廣，可用于籠型異步電動(dòng)機(jī)； 調(diào)速范圍大，特性硬，精度高； 技術(shù)復(fù)雜，造價(jià)高，維護(hù)檢驗(yàn)困難。 本方法適用于要求精度高、調(diào)速性能較好場(chǎng)合。 三、串級(jí)調(diào)速方法 串級(jí)調(diào)速是

9、指繞線式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路中串進(jìn)可調(diào)節(jié)的附加電勢(shì)來(lái)改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差，達(dá)到調(diào)速的目的。大部分轉(zhuǎn)差功率被串進(jìn)的附加電勢(shì)所吸收，再利用產(chǎn)生附加的裝置， 把吸收的轉(zhuǎn)差功率返回電網(wǎng)或轉(zhuǎn)換能量加以利用。根據(jù)轉(zhuǎn)差功率吸收利用方式，串級(jí)調(diào)速可分為電機(jī)串級(jí)調(diào)速、機(jī)械串級(jí)調(diào)速及晶閘管串級(jí)調(diào)速形式，多采用晶閘管串級(jí)調(diào)速， 其特點(diǎn)為：可將調(diào)速過(guò)程中的轉(zhuǎn)差損耗回饋到電網(wǎng)或生產(chǎn)機(jī)械上，效率較高；裝置容量與調(diào)速范圍成正比，投資省，適用于調(diào)速范圍在額定轉(zhuǎn)速 70%90%的生產(chǎn)機(jī)械上；調(diào)速裝置故障時(shí)可以切換至全速運(yùn)行， 避免停產(chǎn)；晶閘管串級(jí)調(diào)速功率因數(shù)偏低，諧波影響較大。本方法適合于風(fēng)機(jī)、水泵及軋鋼機(jī)、礦井提升機(jī)、擠壓機(jī)上使用。四

10、、繞線式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速方法繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串進(jìn)附加電阻， 使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率加大，電動(dòng)機(jī)在較低的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行。串進(jìn)的電阻越大，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速越低。此方法設(shè)備簡(jiǎn)單，控制方便，但轉(zhuǎn)差功率以發(fā)熱的形式消耗在電阻上。屬有級(jí)調(diào)速，機(jī)械特性較軟。 五、定子調(diào)壓調(diào)速方法 當(dāng)改變電動(dòng)機(jī)的定子電壓時(shí)， 可以得到一組不同的機(jī)械特性曲線， 從而獲得不同轉(zhuǎn)速。 由于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與電壓平方成正比，因此最大轉(zhuǎn)矩下降很多，其調(diào)速范圍較小，使一般籠型電動(dòng)機(jī)難以應(yīng)用。 為了擴(kuò)大調(diào)速范圍， 調(diào)壓調(diào)速應(yīng)采用轉(zhuǎn)子電阻值大的籠型電動(dòng)機(jī)， 如專供調(diào)壓調(diào)速用的力矩電動(dòng)機(jī)， 或者在繞線式電動(dòng)機(jī)上串聯(lián)頻敏電阻。為了擴(kuò)大穩(wěn)定運(yùn)行范圍，當(dāng)調(diào)速

11、在 2：1 以上的場(chǎng)合應(yīng)采用反饋控制以達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速目的。 調(diào)壓調(diào)速的主要裝置是一個(gè)能提供電壓變化的電源， 目前常用的調(diào)壓方式有串聯(lián)飽和電抗器、自耦變壓器以及晶閘管調(diào)壓等幾種。 晶閘管調(diào)壓方式為最佳。調(diào)壓調(diào)速的特點(diǎn)：調(diào)壓調(diào)速線路簡(jiǎn)單，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制； 調(diào)壓過(guò)程中轉(zhuǎn)差功率以發(fā)熱形式消耗在轉(zhuǎn)子電阻中， 效率較低。 調(diào)壓調(diào)速一般適用于 100KW以下的生產(chǎn)機(jī)械。六、電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法 電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)由籠型電動(dòng)機(jī)、電磁轉(zhuǎn)差離合器和直流勵(lì)磁電源（控制器）三部分組成。直流勵(lì)磁電源功率較小， 通常由單相半波或全波晶閘管整流器組成，改變晶閘管的導(dǎo)通角， 可以改變勵(lì)磁電流的大小。電磁轉(zhuǎn)差離合器由電樞、磁極

12、和勵(lì)磁繞組三部分組成。電樞和后者沒(méi)有機(jī)械聯(lián)系，都能自由轉(zhuǎn)動(dòng)。電樞與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子同軸聯(lián)接稱主動(dòng)部分， 由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)；磁極用聯(lián)軸節(jié)與負(fù)載軸對(duì)接稱從動(dòng)部分。當(dāng)電樞與磁極均為靜止時(shí)，如勵(lì)磁繞組通以直流，則沿氣隙圓周表面將形成若干對(duì) N、S 極性交替的磁極，其磁通經(jīng)過(guò)電樞。當(dāng)電樞隨拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于電樞與磁極間相對(duì)運(yùn)動(dòng)， 因而使電樞感應(yīng)產(chǎn)生渦流， 此渦流與磁通相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，帶動(dòng)有磁極的轉(zhuǎn)子按同一方向旋轉(zhuǎn)， 但其轉(zhuǎn)速恒低于電樞的轉(zhuǎn)速 N1，這是一種轉(zhuǎn)差調(diào)速方式，變動(dòng)轉(zhuǎn)差離合器的直流勵(lì)磁電流，便可改變離合器的輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特點(diǎn)：裝置結(jié)構(gòu)及控制線路簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、維修方便；調(diào)速平滑、無(wú)級(jí)調(diào)速；對(duì)電網(wǎng)無(wú)諧影響；速度失大、效率低。本方法適用于中、小功率，要求平滑動(dòng)、短時(shí)低速運(yùn)行的生產(chǎn)機(jī)械。七、液力耦合器調(diào)速方法液力耦合器是一種液力傳動(dòng)裝置， 一般由泵輪和渦輪組成， 它們統(tǒng)稱工作輪，放在密封殼體中。 殼中充進(jìn)一定量的工作液體， 當(dāng)泵輪在原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)時(shí)，處于其中的液體受葉片推動(dòng)而旋轉(zhuǎn)， 在離心力作用