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法律研究同步电机和异步电机的区别
在本文中，我们将了解什么是同步电机以及它与异步电机的区别。我们将比较和对比同步电机和异步电机的各种特性。
什么是电动机？
将电能转换为机械能的电机称为电动机。根据电机输入的电源类型，它们分为两种类型：**交流电机**和**直流电机**。交流电机进一步分为两种类型：**同步电机**和**异步电机**。这些电机在结构、运行和性能方面有一些相似之处和一些差异。
什么是同步电机？
转子设计为以定子旋转磁场速度（同步速度）旋转的交流电动机称为**同步电机**。
在同步电机中，当连接交流电源时，定子绕组产生旋转磁场。转子也设计成通过使用永磁体或通过滑环使用外部直流电源来产生自己的磁场。可以看出，同步电机由两个电源供电，一个用于定子，另一个用于转子，因此它被称为双励磁电机。
什么是异步电机？
转子设计成不与旋转磁场速度同步的电动机称为**异步电机**。在实际应用中，异步电机的转子以低于旋转磁场速度（或同步速度）的速度旋转。
异步电机中使用的转子有两种类型：**鼠笼式转子**和**绕线式（或滑环式）转子**。如果使用鼠笼式转子，则电机只有一个输入电源，因此电机称为单励磁电机。当在异步电机中使用绕线式转子时，机器有两个输入电源，因此它被称为双励磁电机。
同步电机和异步电机的区别
下表突出显示了同步电机和异步电机之间的主要区别：
| 比较点 | 同步电机 | 异步电机 |
|---|---|---|
| 定义 | 以同步速度运行的交流电机称为同步电机。 | 以低于同步速度的速度运行的交流电机称为异步电机。 |
| 工作原理 | 同步电机的运行原理基于定子和转子磁场之间磁互锁的原理。 | 异步电机的工作原理是定子磁场和转子电路之间的电磁感应。 |
| 速度表达式（转子） | $$\mathrm{同步速度,\mathit{N_{s}\mathrm{\: =\: }\frac{\mathrm{120}f}{P}}}$$ 其中，f 是电源频率，P 是定子磁极数。 | $$\mathrm{转子速度,\mathit{N_{r}\mathrm{\: =\: }N_{s}\left ( \mathrm{1}-s \right )}}$$其中，s 是滑差，$\mathit{N_{r}< N_{s}}$ |
| 速度依赖性 | 同步电机的速度取决于输入交流电源的频率和定子上的磁极数。 | 异步电机的速度取决于机械负载、转子电路电阻和电机的滑差。在实际应用中，异步电机的速度始终小于同步速度。 |
| 滑差 | 对于同步电机，没有滑差，即定子和转子以相同的速度旋转。 | 异步电机存在滑差，它始终大于 0 且小于 1。 |
| 负载对速度的影响 | 同步电机的速度不会随着负载的变化而变化。 | 异步电机的速度会随着负载的变化而变化。 |
| 启动 | 同步电机不是自启动的。它们需要一些外部启动方式。 | 异步电机是自启动的。 |
| 转子电源 | 同步电机的转子需要额外的输入电源来产生转子磁场。 | 对于异步电机，如果转子是鼠笼式转子，则不需要转子电源，但绕线式转子需要额外的电源输入。 |
| 转子电源类型 | 直流电源供给同步电机的转子。 | 交流电源（在绕线式转子中）馈入转子电路。 |
| 滑环和电刷的需求 | 同步电机需要滑环和电刷来向其转子电路供电。 | 带有鼠笼式转子的异步电机不需要滑环。但是，使用绕线式转子时，会使用滑环。 |
| 速度控制 | 同步电机的速度可以通过使用变频驱动器 (VFD) 改变电源频率来控制。 | 异步电机的速度可以通过使用可变转子电阻或 VFD 来控制。 |
| 电源电压对速度和转矩的影响 | 电源电压不会影响同步电机的速度和转矩。 | 通过改变电源电压，可以改变异步电机的转矩和速度。 |
| 资本成本 | 同步电机的资本成本较高。 | 异步电机的初始成本相对较低。 |
| 效率 | 同步电机具有较高的效率。 | |
| 运行速度 | 同步电机最适合低速（恒速）应用，低于 300 RPM。 | 异步电机最适合高速应用，超过 600 RPM。 |
| 功率因数 | 通过改变励磁，同步电机可以在滞后、超前或单位功率因数下运行。 | 异步电机始终在滞后功率因数下运行。 |
| 应用 | 同步电机可用于驱动机械负载以及功率因数校正（通过在超前功率因数下运行）。 | 异步电机只能用于驱动机械负载。 |
结论
从以上讨论可以看出，同步电机比异步电机效率更高，但相同额定功率的同步电机的成本也比异步电机高。
在实践中，同步电机用于诸如功率因数校正、以低且恒定的速度驱动负载等特殊应用，而异步电机用于一般用途，例如驱动机械负载。此外，异步电机的操作比同步电机更容易。
更新于： 2022年5月20日
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