同步电机与异步电机的工作原理及特点
- 发布时间：2012/11/27 17:19:29
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工作原理
运行方式
◆同步电机的主要运行方式有三种，即作为发电机、电动机和补偿机运行。作为发电机运行是同步电机zui主要的运行方式，作为电动机运行是同步电机的另一种重要的运行方式。同步电动机的功率因数可以调
同步电机在不要求调速的场合，应用大型同步电动机可以提高运行效率。近年来，小型同步电动机在变频调速系统中开始得到较多地应用。同步电机还可以接于电网作为同步补偿机。这时电机不带任何机械负载，靠调节转子中的励磁电流向电网发出所需的感性或者容性无功功率，以达到改善电网功率因数或者调节电网电压的目的。
特点
稳态运行时，转子的转速和电网频率之间有不变的关系n═ns═60f/p，ns成为同步转速。若电网的频率不变，则稳态时同步电机的转速恒为常数而与负载的大小无关。
工作原理
主磁场的建立：励磁绕组通以直流励磁电流，建立极性相间的励磁磁场，即建立起主磁场。
载流导体：三相对称的电枢绕组充当功率绕组，成为感应电势或者感应电流的载体。
切割运动：原动机拖动转子旋转〔给电机输入机械能〕，极性相间的励磁磁场随轴一起旋转并顺次切割定子各相绕组〔相当于绕组的导体反向切割励磁磁场〕。
交变电势的产生：由于电枢绕组与主磁场之间的相对切割运动，电枢绕组中将会感应出大小和方向按周期性变化的三相对称交变电势。通过引出线，即可提供交流电源。
交变性与对称性：由于旋转磁场极性相间，使得感应电势的极性交变；由于电枢绕组的对称性，保证了感应电势的三相对称性。
运行方式
同步电机的主要运行方式有三种，即作为发电机、电动机和补偿机运行。作为发电机运行是同步电机zui主要的运行方式，作为电动机运行是同步电机的另一种重要的运行方式。同步电动机的功率因数可以调节，在不要求调速的场合，应用大型同步电动机可以提高运行效率。近年来，小型同步电动机在变频调速系统中开始得到较多地应用。同步电机还可以接于电网作为同步补偿机。这时电机不带任何机械负载，靠调节转子中的励磁电流向电网发出所需的感性或者容性无功功率，以达到改善电网功率因数或者调节电网电压的目的。异步电动机又称感应电动机,是由气隙旋转磁场与转子绕组感应电流相互作用产生电磁转矩,从而实现机电能量转换为机械能量的一种交流电机。异步电动机按照转子结构分为两种形式:有鼠笼式〔鼠笼式异步电机〕绕线式异步电动机。
主磁场的建立
励磁绕组通以直流励磁电流，建立极性相间的励磁磁场，即建立起主磁场。
载流导体
三相对称的电枢绕组充当功率绕组，成为感应电势或者感应电流的载体。
切割运动
原动机拖动转子旋转（给电机输入机械能），极性相间的励磁磁场随轴一起旋转并顺次切割定子各相绕组（相当于绕组的导体反向切割励磁磁场）。
交变电势的产生
由于电枢绕组与主磁场之间的相对切割运动，电枢绕组中将会感应出大小和方向按周期性变化的三相对称交变电势。通过引出线，即可提供交流电源。
交变性与对称性
由于旋转磁场极性相间，使得感应电势的极性交变；由于电枢绕组的对称性，保证了感应电势的三相对称性。
异步电机的转速（转子转速）小于旋转磁场的转速，从而叫为异步电机。它和感应电机基本上是相同的。
基本原理
（1）当三相异步电机接入三相交流电源时，三相定子绕组流过三相对称电流产生的三相磁动势（定子旋转磁动势）并产生旋转磁场。
（2）该旋转磁场与转子导体有相对切割运动,根据电磁感应原理,转子导体产生感应电动势并产生感应电流。
（3）根据电磁力定律，载流的转子导体在磁场中受到电磁力作用，形成电磁转矩，驱动转子旋转，当电动机轴上带机械负载时，便向外输出机械能。
特点
优点：结构简单，制造方便，价格便宜，运行方便。
缺点：功率因数滞后，轻载功率因数低，调速性能稍差。
主要做电动机用，一般不做发电机！
异步电机与感应电机的关系
异步电机是一种交流电机，其负载时的转速与所接电网频率之比不是恒定值。感应电机（Inductionmotor）是一种仅有一套绕组联接电源的异步电机。在不致引起误解和混淆的情况下，一般可称感应电动机为异步电动机。IEC标准中指出：“感应电机”一词，在许多国家中实际上是作为“异步电机”的同义词使用，而其他一些国家则只使用“异步电机”一词来表示这两种概念。