三項同步電機與異步電機的區(qū)別

1、三項同步電機與異步電機的區(qū)別工作原理電機的形式很多，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)成互相進行電磁感應(yīng)的磁路和電路，以產(chǎn)生電磁功率，達到能量轉(zhuǎn)換的目的。三相異步電機是感應(yīng)電機， 定子通入電流以后，部分磁通穿過短路環(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。通電啟動后， 轉(zhuǎn)子繞組因與磁場間存在著相對運動而感生電動勢和電流，即旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子存在相對轉(zhuǎn)速， 并與磁場相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)起來，實現(xiàn)能量變換。電動機分類1按工作電源分類根據(jù)電動

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

3、異步電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速可以大于同步轉(zhuǎn)速。 三相異步電機轉(zhuǎn)矩 對稱 3 相繞組通入對稱 3 相電流，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，磁場線切割轉(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，轉(zhuǎn)子輸出機械能量， 帶動機械負(fù)載旋轉(zhuǎn)起來。在交流電機中，當(dāng)定子繞組通過交流電流時，建立了電樞磁動勢，它對電機能量轉(zhuǎn)換和運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)生脈振磁動勢， 該磁動勢可分解為兩個幅值相等、 轉(zhuǎn)速相反的旋轉(zhuǎn)磁動勢和，從而在氣隙中建立正傳和反轉(zhuǎn)磁場和。 這兩個旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，并分別在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流。該電流

4、與磁場相互作用產(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)。 這兩個轉(zhuǎn)矩疊加起來就是推動電動機轉(zhuǎn)動的合成轉(zhuǎn)矩。 三相異步電機轉(zhuǎn)速 在電機定子中通入 3 相交流電，使其產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)速為 n0。不同的磁極對數(shù) p，在相同頻率 f=50Hz 的交流電作用下，會產(chǎn)生不同的同步轉(zhuǎn)速 n0，n0=60f/p 。 電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速小于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速，它和感應(yīng)電機基本上是相同的。 s=(ns-n)/ns 。 s 為轉(zhuǎn)差率，為磁場轉(zhuǎn)速， n 為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。 三相異步電機種類 ns按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同，三相異步電機可分為籠式和繞線式兩種?；\式轉(zhuǎn)子的異步電動機結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、重量輕

5、、價格便宜，得到了廣泛的應(yīng)用， 其主要缺點是調(diào)速困難。繞線式三相異步電機的轉(zhuǎn)子和定子一樣也設(shè)置了三相繞組并通過滑環(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機的起動性能和調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速。三相異步電機特點 :優(yōu)點：與單相異步電動機相比，三相異步電機結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，運行性能好，并可節(jié)省各種材料，價格便宜。缺點：功率因數(shù)滯后，輕載功率因數(shù)低，調(diào)速性能稍差。三相異步電機的使用三相異步電機功率大，主要制成大型電機。它一般用于有三相電源(Triple-phase power) 的大型工業(yè)設(shè)備中。首先說明一點的是，三相異步電機只用于電動機，極少用作發(fā)電機，都是同步電機用來發(fā)電。對于 1kW以下

6、的小功率三相異步電機，不僅可以作三相運行， 而且也可以作單相運行。三相異步電機的幾種調(diào)速方式比較三相異步電動機轉(zhuǎn)速公式為：n=60f/p(1-s)從上式可見， 改變供電頻率 f 、電動機的極對數(shù) p 及轉(zhuǎn)差率 s 均可達到改變轉(zhuǎn)速的目的。從調(diào)速的本質(zhì)來看， 不同的調(diào)速方式無非是改變交流電動機的同步轉(zhuǎn)速或不改變同步轉(zhuǎn)兩種。 在生產(chǎn)機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機的轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速、斬波調(diào)速、串級調(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數(shù)的多速電動機， 改變定子電壓、 頻率的變頻調(diào)速有能無換向電動機調(diào)速等。 從調(diào)速時的能耗觀點來看，

7、有高效調(diào)速方法與低效調(diào)速方法兩種： 高效調(diào)速指時轉(zhuǎn)差率不變，因此無轉(zhuǎn)差損耗，如多速電動機、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。 一般來說轉(zhuǎn)差損耗隨調(diào)速范圍擴大而增加，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改變籠型電動機定子極對數(shù)達到調(diào)速目的， 特點如下：具有較硬的機械特性，穩(wěn)定性良好；無轉(zhuǎn)差損耗，效率高；接線簡單、控制方便、價格低；有級調(diào)速，級差較大

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級調(diào)速的生產(chǎn)機械，如金屬切削機床、升降機、起重設(shè)備、風(fēng)機、水泵等。二、變頻調(diào)速方法變頻調(diào)速是改變電動機定子電源的頻率，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，目前國內(nèi)大都使用交直交變頻器。其特點：效率高，調(diào)速過程中沒有附加損耗； 應(yīng)用范圍廣，可用于籠型異步電動機； 調(diào)速范圍大，特性硬，精度高； 技術(shù)復(fù)雜，造價高，維護檢驗困難。 本方法適用于要求精度高、調(diào)速性能較好場合。 三、串級調(diào)速方法 串級調(diào)速是

9、指繞線式電動機轉(zhuǎn)子回路中串進可調(diào)節(jié)的附加電勢來改變電動機的轉(zhuǎn)差，達到調(diào)速的目的。大部分轉(zhuǎn)差功率被串進的附加電勢所吸收，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，串級調(diào)速可分為電機串級調(diào)速、機械串級調(diào)速及晶閘管串級調(diào)速形式，多采用晶閘管串級調(diào)速， 其特點為：可將調(diào)速過程中的轉(zhuǎn)差損耗回饋到電網(wǎng)或生產(chǎn)機械上，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)機械上；調(diào)速裝置故障時可以切換至全速運行， 避免停產(chǎn)；晶閘管串級調(diào)速功率因數(shù)偏低，諧波影響較大。本方法適合于風(fēng)機、水泵及軋鋼機、礦井提升機、擠壓機上使用。四

10、、繞線式電動機轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速方法繞線式異步電動機轉(zhuǎn)子串進附加電阻， 使電動機的轉(zhuǎn)差率加大，電動機在較低的轉(zhuǎn)速下運行。串進的電阻越大，電動機的轉(zhuǎn)速越低。此方法設(shè)備簡單，控制方便，但轉(zhuǎn)差功率以發(fā)熱的形式消耗在電阻上。屬有級調(diào)速，機械特性較軟。 五、定子調(diào)壓調(diào)速方法 當(dāng)改變電動機的定子電壓時， 可以得到一組不同的機械特性曲線， 從而獲得不同轉(zhuǎn)速。 由于電動機的轉(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，使一般籠型電動機難以應(yīng)用。 為了擴大調(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機， 如專供調(diào)壓調(diào)速用的力矩電動機， 或者在繞線式電動機上串聯(lián)頻敏電阻。為了擴大穩(wěn)定運行范圍，當(dāng)調(diào)速

11、在 2：1 以上的場合應(yīng)采用反饋控制以達到自動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速目的。 調(diào)壓調(diào)速的主要裝置是一個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：調(diào)壓調(diào)速線路簡單，易實現(xiàn)自動控制； 調(diào)壓過程中轉(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)機械。六、電磁調(diào)速電動機調(diào)速方法 電磁調(diào)速電動機由籠型電動機、電磁轉(zhuǎn)差離合器和直流勵磁電源（控制器）三部分組成。直流勵磁電源功率較小， 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， 可以改變勵磁電流的大小。電磁轉(zhuǎn)差離合器由電樞、磁極

12、和勵磁繞組三部分組成。電樞和后者沒有機械聯(lián)系，都能自由轉(zhuǎn)動。電樞與電動機轉(zhuǎn)子同軸聯(lián)接稱主動部分， 由電動機帶動；磁極用聯(lián)軸節(jié)與負(fù)載軸對接稱從動部分。當(dāng)電樞與磁極均為靜止時，如勵磁繞組通以直流，則沿氣隙圓周表面將形成若干對 N、S 極性交替的磁極，其磁通經(jīng)過電樞。當(dāng)電樞隨拖動電動機旋轉(zhuǎn)時，由于電樞與磁極間相對運動， 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，變動轉(zhuǎn)差離合器的直流勵磁電流，便可改變離合器的輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。電磁調(diào)速電動機的調(diào)速特點：裝置結(jié)構(gòu)及控制線路簡單、運行可靠、維修方便；調(diào)速平滑、無級調(diào)速；對電網(wǎng)無諧影響；速度失大、效率低。本方法適用于中、小功率，要求平滑動、短時低速運行的生產(chǎn)機械。七、液力耦合器調(diào)速方法液力耦合器是一種液力傳動裝置， 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。 殼中充進一定量的工作液體， 當(dāng)泵輪在原動機帶動下旋轉(zhuǎn)時，處于其中的液體受葉片推動而旋轉(zhuǎn)， 在離心力作用