同步电机和异步电机的差异
结构
同步电机和异步电机的定子绕组是同样的,主要差异在于转子的结构。同步电机的转子上有直流励磁绕组,所以需要外加励磁电源,经过滑环引入电流;而异步电机的转子是短路的绕组,靠电磁感觉产生电流。对比之下,同步电机较复杂,造价高。
用途
同步电机大多用在大型发电机的场合。而异步电机则几乎全用在电动机场合。同步电机能够经过励磁灵巧调理输入侧的电压和电流相位,即功率因数;异步电机的功率因数不行调,一般在 0.75-0.85 之间,所以在一些大的工厂,异步电机应用许多时,可附带一台同步电机做调相机用,用来调理工厂与电网接口处的功率因数。可是,因为同步电机造价高,保护工作量大,此刻一般都采纳电容赔偿功
率因数。
此外,一些初期采纳晶闸管的变频器,因为器件没有自关断能力,需要依赖负载换流,这时需要用到同步电机。
n 同步电机效率较异步电机稍高,在 2000KW以上的电动机选型时,一般要考虑能否采纳同步电机。可是,同步机因为有励磁绕组和滑环,需要操作工人有较高的水平来控制励磁,此外,比起异步电机的免保护来,保护工作量较大;所以,此刻2500KW以下的电动机,此刻大多项选择择异步电机。在功率较小时,效率的差异已经变得不足挂齿了。
l在应用变频器时
n应用变频器时,需要将电机和电网断开,将变频器接入。接入变频器后,电网侧的功率与电机没关,只与变频器相关。所以,除非用户本来已经有同步电机,不然应当采纳异步电机,因为变频器和电机的造价都廉价。自然,假如采纳初期的负载换流型变频器,则电机一定采纳同步电机,这是变频器对电机的要求。
简单的说:同步和异步电机均属沟通动力电机 , 是靠 50 周沟通电网供电而转动 . 异步电机是定子送入沟通电 , 产生旋转磁场 , 而转子受感觉而产生磁场 , 这样两磁场作用 , 使得转子跟着定子的旋转磁场而转动 . 此中转子比定子旋转磁场慢 , 有个转差 , 不一样步所以称为异步机 . 而同步电机定子同异步电机 , 其转子是人为加入直流电形成不变磁场 , 这样转子就跟着定子旋转磁场一同转而同步 , 始称同步电机 .
异步电机简单 , 成本低 . 易于安装 , 使用和保护 . 所以遇到宽泛使用 . 弊端效率低 , 功率因数低对电网
不利 . 而同步电机效率高是容性负载 , 可改良电网功率因数 . 多用工矿大型没备 .
异步电机只用于电动机,极少用作发电机,都是同步电机用来发电。
异步电动机的原理主假如在定子中通入 3 相沟通电,使其产生旋转磁场,转速为
n0,即同步转速。不一样的磁极对数 p,在同样频次 f=50Hz 的沟通电作用下,会产生不一样的 n0, n0=60f/p 。
工作原理以下:
对称 3 相绕组通入对称 3 相电流,产生旋转磁场,磁场线切割转子绕组,依据电磁感觉原理,转子绕组中产生 e 和 i ,转子绕组在磁场中遇到电磁力的作用,即产生电磁转矩,使转子旋转起来,转子输出机械能量,带动机械负载旋转起来。
转子转速 n<n0,所以称为异步电机。 s=(n0-n )/n0 ,称为转差率,是异步电(动)机的对重要的一个参数。 sN为额定转差率。
下边再谈谈同步电机:
同步电机作发电机运转时,转子绕组工作时加直流励磁,由外面机械力带动转子转动, n0 的方向与转矩 T 方向相反,定子中感觉电动势(电磁感觉原理),而后
输出电压。
同步电机作电动机运转时,转子绕组工作时加直流励磁,定子通 3 相沟通电,产生旋转磁场,带动转子同步转动。
增补说明:
发电机的形式好多,但其工作原理都鉴于电磁感觉定律和电磁力定律。所以,其结构的一般原则是:用适合的导磁和导电资料组成相互进行电磁感觉的磁路和电路,以产生电磁功率,达到能量变换的目的。
同步和异步的优缺点发电机的分类可概括以下:
发电机 {直流发电机
沟通发电机 {同步发电机
异步发电机 ( 极少采纳 )
沟通发电机还可分为单相发电机与三相发电机。
同步电机和异步电机差异:(这是网上 3 个网友给的解说)
1,同步与异步的最大差异就在于看他门的转子速度能否是与定子旋转的磁场速
度一致,假如转子的旋转速度与定子是同样的,那就叫同步电动机,假如不一致,就叫异步电动机。。。
2,当极对数一准时,电机的转速和频次之间有严格的关系,用电机专业术语说,就是同步。异步电机也叫感觉电机,主要作为电动机使用,其工作时的转子转速老是小于同步电机。
3,所谓“同步”就是电枢(定子)绕组流过电流后,将在气隙中形成一旋转
磁场,而该磁场的旋转方向及旋转速度均与转子转向,转速同样,故为同步。
异步电机的话,其旋转磁场与转子存在相对转速,即产生转距。
至于为何异步电动机和同步电动时机有这样的差异,我来总结一下,最根本的原由其实就是定子有没有加励磁,不加励磁为异步,应为只有产生相对运动了,才会有切割磁感线的作用(或许说是磁通变化),才会产生电磁感觉力(即安培
力)。而加了励磁,定子就能够看作一块磁铁,有固定的 NS极,会跟着旋转磁场同步转动,所以称同步电机。(磁铁的吸引作用)
三项异步电动机的工作原理应当是:
一、旋转磁场
(一)定子旋转磁场产生的原理
旋转磁场:指磁场的轴线地点随时间而旋转的磁场。
在三相异步电动机的定子死心中搁置三组结构完整同样的绕组 U1U2、V1V2、W1W2,
各相绕组在空间互差 120°电角度,向这三相绕组中通入对称的三相沟通
电,则在定子与转子的空气隙中产生一个旋转磁场。
以两极电机即 2p=2 为例说明,对称的三相绕组 U1U2、V1V2、W1W2假设为集中绕组,三相绕组接成星形,并通以三相对称电流 iA 、iB 、iC 。如动画演示所示。
假设电流的刹时价为正时是从各绕组的首端流入,尾端流出。电流流入端用
“×”表示,电流流出端用“﹒”表示。
wt=0 时, iA=0;
iB 为负值,即 iB 由尾端 V2流入,首端 V1 流出;
iC 为正当,即 iC 由首端 W1流入,尾端 W2流出。
电流流入端用“×”表示,电流流出端用“﹒”表示。
利用右手螺旋定章可确立在 wt=0 瞬时由三相电流所产生的合成磁场方向,如动
画演示所示。
可见合成磁场是一对磁极,磁场方向与纵轴线方向一致,上方是北极,下方是南极。
wt= π/2 时, iA 为正最大值,即iA 由首端 U1流入,尾端 U2 流出;
iB 为负值,即 iB 由尾端 V2流入,首端 V1 流出;
iC 为负值,即 iC 由 W2流入, W1流出。
可见合成磁场方向以较wt=0 时准时针方向转过90o。
同理可画出 wt= π,wt=3π/2 , wt= 2 π时的合成磁场,可看出磁场的方向逐
渐按顺时针方向旋转,共转过 360o,即旋转一周。
综上所述,在三相沟通电动机定子上部署有结构完整同样在空间地点各相差
120o 电角度的三相绕组,分别通入三相沟通电,则在定子与转子的空气隙间
所产生的合成磁场是沿定子内圆旋转的,故称旋转磁场。
(二)旋转磁场的旋转方向
U相、 V 相、 W相绕组的电流分别为iA 、iB 、iC 。
三相沟通电的相序 A —— B —— C。
旋转磁场的旋转方向为U 相—— V 相—— W 相(顺时针旋转)
若 U 相、 V 相、W相绕组的电流分别为 iA 、iC 、iB (即随意调动电动机两相绕
组所接沟通电源的相序)
旋转磁场的旋转方向为逆时针旋转。
综上所述,旋转磁场的旋转方向决定于通入定子绕组中的三相沟通电源的相序。
只需随意调动电动机两相绕组所接沟通电源的相序,旋转磁场即反转。
(三)旋转磁场的旋转速度
两极三相异步电动机(即 2P=2)定子绕组产生的旋转磁场,当三相沟通电变化
一周后,其所产生的旋转磁场也正好旋转一周。
故在两极电动机中旋转磁场的转速等于三相沟通电的变化速度,即
n1=60f1=3000 转分。
四极三相异步电动机(即 2P=4)定子绕组产生的旋转磁场,当三相沟通电变化
一周后,其所产生的旋转磁场只旋转了半圈。
故在四极电动机中旋转磁场的转速等于三相沟通电的变化速度的一半,即 n1= 60
f1/2 =1500 转/ 分。
综上所述,当三相异步电动机定子绕组为 p 对磁极时,旋转磁场的转速为 n1 =
60f1/p
式中 n1: 旋转磁场转速(又称同步转速),转/ 分
f1: 三相沟通电源的频次,赫;p: 磁极对数。
二、三相异步电动机的转动原理
问题:为何称“异步”电动机?
正常状况下,转子转速n 老是略低于旋转磁场转速即同步转速n1,若 n= n1 ,则旋转磁场和转子导体间将不存在相对运动,因此转子导体电动势为零。n 和n1 总存在差异,异步电动机的名称由此而来。异步电动机的转子绕组其实不直接
与电源相接,而是依赖电磁感觉的原理产生感觉电动势和电流,故又可称为感觉电动机。
三、异步电动机的转差率
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