同步电机和异步电机（感应电机）有什么区别？

同步电机和异步电机（感应电机）有什么区别？

电动机是将电能转换成机械能以执行机械操作的机器。这些电机可以设计用于交流电或直流电（DC）。交流电机分为两种类型：同步电机和异步电机。它们在结构上有一些相似之处，但在操作和性能上有很大不同。本文将详细介绍这两种电机的工作原理及其主要区别。

电动机是将电能转换成机械能以执行机械操作的机器。这些电机可以设计用于交流电或直流电（DC）。交流电机分为两种类型：同步电机和异步电机。它们在结构上有一些相似之处，但在操作和性能上有很大不同。

在讨论同步电机和异步电机之间的区别之前，我们先讨论一下它们的基本原理和工作原理。为了清楚的解释，你可能知道单相和三相电源的区别与单相和三相交流电机的运行相关。

交流电机的工作原理

在交流电机中，利用了旋转磁场RMF的概念。定子由多个绕组组成，这些绕组在提供输入交流电时产生变化的磁场。这个磁场围绕转子旋转。

由绕组或闭环导体制成的转子通过感应或外部电流源输送电流，产生自己的磁场。转子产生的磁场与旋转磁场相互作用，并开始沿其方向旋转。

定子旋转磁场和转子速度之间的相对差值称为转差率。如果电机的转差率为零或转子的转速与定子旋转磁场相同，则称该电机为交流同步电机。如果交流电机有转差或定子磁场速度与转子速度有差异，该电机称为异步电机。要了解更多关于不同类型的电机，请参考以前的帖子BLDC(无刷DC)电机, 步进电机和伺服电机。

同步电动机

顾名思义，同步电机有一个转子，其旋转速度与其定子旋转磁场相同，称为同步速度。定子在供应交流电时产生旋转磁场。转子可以被设计成使用一个外部DC供应通过滑环或使用永久磁铁。转子被设计成产生等于定子磁极或定子磁极整数倍的磁极。当定子和转子通电时，转子磁场与定子旋转磁场锁定，并以定子磁场的精确速度旋转。

由于惯性，同步电机不会立即以同步速度启动(旋转磁场)。因此，一个额外的绕组称为“阻尼绕组用于提供起动扭矩。它在启动时充当感应电机。因此，它表明，同步电机非自启动，他们需要额外的启动机制。

它可以是独立励磁或无励磁电机，即前者需要一个独立的DC源为转子绕组供电并产生磁场，而后者描述了一种同步电机，其转子被设计为由旋转定子磁场磁化并随之旋转。

同步电机的转子以同步速度旋转，该速度取决于电源频率和定子绕组的磁极。因此，电机速度不随负载变化。为了改变同步电机的速度，必须改变电源频率。这是通过使用变频驱动。

感应电动机

异步电机的名称表明转子速度与定子磁场的旋转速度不同步。确切地说，异步电动机的转子以比定子RMF相对更低的速度旋转。这是由于定子和转子速度之间存在转差。

异步电动机的转子是鼠笼式或绕线式转子。鼠笼式转子由重型铜条构成，铜条末端用导电环连接，导电环将铜条电短路在一起。绕线式转转子由位于钢制叠片铁芯顶部的多个绕组构成。

定子旋转磁场在转子中产生感应电流。这种感应电流在转子内部流动，产生自己的磁场。根据楞次定律，这种转子磁场与产生它的原因相反，并试图通过赶上定子RMF的速度(同步速度)来消除它。这样，转子向定子RMF的方向旋转。由于它是根据感应原理工作的，因此，异步电机也称为感应电机.

感应电机永远不能以同步速度运行，而是总是比同步速度慢，这取决于电机的转差率。原因是因为转子中的感应电流是由于定子和转子磁场之间的差异而产生的。如果它以同步速度运行，这意味着转子被磁性锁定，定子和转子磁场之间没有区别。因此，转子中不会有感应电流的磁通量。磁通量对于感应电动机是必要的，这就是为什么它必须以低于其同步速度的速度运行。

鼠笼式转子设计更简单，允许感应电流流过铜条。而绕线转子允许用户在启动期间改变转子电流，如在“电动机启动器”中使用的那样。重点是通过减少感应电机消耗的巨大启动电流来安全启动电机。这通常是通过滑环将可变电阻器与转子绕组串联来实现的。

异步电动机的速度取决于电动机的转差率，该转差率随负载和转子电阻而变化。换句话说，感应电机速度可以随着负载或通过使用变化的转子电阻而变化。

同步电机和异步电机的区别

下表显示了同步电机和异步（感应）电机之间的主要区别。