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    异步电机、同步电机和感应电机三者的区别与联系

    来源: 宁波狮球通风机电有限公司 作者: www.thescene.com.cn 时间: 2012-08-20

      同步电机和异步电机都可以归为交流电机的范畴。

      在电机设计上,交流异步电机的转子一般为鼠笼型的,还有绕线型的,定子上绕组也有不同的绕制方法。而同步电机设计上定子转子可能都是绕线的。

      电机的工作上,同步电机工作时,电机的转子通入直流电,产生类似永磁体产生的磁场,而定子上通入三相交流电,此时定子随磁场变化同步旋转,转速n=60f/p,这里f是电源频率,p是电机的极对数。

      异步电机工作时候,只有定子通电(三相交流电),转子由于受到感应电流产生磁场(原理同变压器),由于是感应电流,所以,产生磁场旋转时候要滞后定子磁场一个角度,在定子侧看,是定子磁场拖动转子旋转。转速要低于同步转速,所以就称之为异步电机。

      应用上,同步电机一般用于发电,也用于比较精确的控制,异步电机一般造价低廉,用于要求不高的场合,也更加广泛。至于感应电机就是异步电机,同一个东西的不同名字而已。

    原理:

      同步电机和异步电机的区别,主要一点,就是同步电机能达到同步转速,异步电机转速达不到定子磁场的同步转速。同步电机主要用于发电,比如水电厂,火电厂的发电机,异步电机主要用于电动,比如风机什么的。

      同步电机和异步电机,这两个东西都是交流电机,利用了三相交流电的比较有意思的一个特性:简单的说如果把三个线圈像搅拌器(就是家里用来打鸡蛋的那种东西)那样布置,三个线圈相互不接触,分别加上abc三相电压,于是产生三相电流,接着好玩的事情就发生了,线圈所围的空间内出现了与所加电压同频的旋转磁场(若要更深入的解释,就得说驻波的分解,叠加,比较麻烦).所以人们把线圈按照上述所说的办法,嵌进定子,于是转子所在的那个空间就产生了旋转的磁场

      有了这个磁场就好办了,我们就可以想象定子处有一个看不见的磁铁在转,此时如果转子是个磁铁的话,那么转子不就被带动起来了么,就是电动机了,反之如果转子带动那个看不见的磁铁,就成了发电机了,此时可能不好理解,不过你应该知道,产生的是电,为什么呢?首先转子带动那个虚拟磁铁,转子肯定受个阻力矩吧,虚拟磁铁受个动力矩吧,注意!力是能量转换的中介(或者说是标志),虚拟磁铁毕竟是虚拟的,定子又不动,那么定子肯定地获得电动势喽。如定子带负载的话,就会有电流,还是三相的,有电流就会有磁场,干扰转子产生的磁场,这个叫做电枢反应。于是带上负载后定子处获得的电动势与空载时的不一样。

      在上面的原理指引下,把转子做成个电磁铁,外部单独用个电源给它电,那么这个电机就叫做同步电机,之所以叫同步电机是转子的磁性是独立产生的,于是转子能达到那个虚拟磁铁的转速。转子磁性独立产生是个大好事,使得同步电机调整很容易,比如说调无功功率。

      后来人们发现转子不用电磁铁也行,把转子做成个装松鼠的笼子,由于虚拟磁铁的磁力线会切割鼠笼的笼棍,于是由伟大的右手定则,就会产生电流,仔细研究一下你会发现这个电流也是个三相的,于是与定子的产生磁场的原理类似,转子也产生个围绕他旋转的虚拟磁铁,再研究一下你会发现,定转子的虚拟磁铁在空间上转速一样。于是鼠笼子起到了与电磁铁类似的效果,不过鼠笼的电流是由于其与定子虚拟磁铁相对运动产生的,鼠笼的虚拟磁铁也就不是独立的了,鼠笼转速总是要比定子虚拟磁铁转速慢点,达不到同步速(否则就无相对运动,电流就无从产生,鼠笼磁场也就无从产生)。

      大致就这些了,当然要科学分析起来还要麻烦,还有许多实际因素要考虑,比如说铁心有磁饱和,铁心内有涡流损耗等等。在分析上,同步电机由于有个转子独立的磁场,像电路里的有源负载,所以多用相量图分析。而异步电机,由于转子的一切都是由定子产生的,所以就相当于无源负载,可把异步电机等效成一个电路来分析。
     

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