异步电机与同步电机的区别、应用场景分析和设计原理

一、什么是同步电机

　　同步电机，和感应电机 (即异步电机)一样是一种常用的交流电机。同步电机是电力系统的心脏，它是一种集旋转与静止、电磁变化与机械运动于一体，实现电能与机械能变换的元件，其动态性能十分复杂，而且其动态性能又对全电力系统的动态性能有极大影响。特点是稳态运行时， 转子的转速和电网频率之间有不变的关系n=ns=60f/p，其中f为电网频率，p为电机的极对数，ns称为同步转速。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。同步电机分为同步发电机和同步电动机。现代发电厂中的交流机以同步发电机为主。

二、什么是异步电机

　　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：鼠笼式异步电机和绕线式异步电动机。

　　作电动机运行的异步电机。因其转子绕组电流是感应产生的，又称感应电动机。异步电动机是各类电动机中应用最广、需要量最大的一种。各国的以电为动力的机械中，约有90%左右为异步电动机，其中小型异步电动机约占70%以上。在电力系统的总负荷中，异步电动机的用电量占相当大的比重。在中国，异步电动机的用电量约占总负荷的60%多。

　　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(Induction motor)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。

三、同步异步电机的区别

　　同步电机多用于发电。异步电机多用在电动机上。

1、同步电机与异步电机设计上的区别

　　同步电机和异步电机最大的区别在于它们的转子速度与定子旋转磁场是否一致，电机的转子速度与定子旋转磁场相同，叫同步电机，反之，则叫异步电机。

　　另外，同步电机与异步电机的定子绕组是相同的，区别在于电机的转子结构。异步电机的转子是短路的绕组，靠电磁感应产生电流。而同步电机的转子结构相对复杂，有直流励磁绕组，因此需要外加励磁电源，通过滑环引入电流;因此同步电机的结构相对比较复杂，造价、维修费用也相对较高。

2、同步电机与异步电机无功方面的区别

　　相对于异步电机只能吸收无功，同步电机可以发出无功，也可以吸收无功!

3、同步电机与异步电机在功能、用途上的区别

　　同步电机转速与电磁转速同步，而异步电动机的转速则低于电磁转速，同步电机不论负载大小，只要不失步，转速就不会变化，异步电动机的转速时刻跟随负载大小的变化而变化。

　　同步电机的精度高、但造工复杂、造价高、维修相对困难，而异步电机虽然反应慢，但易于安装、使用，同时价格便宜。所以同步电动机没有异步电机应用广泛。

　　同步电机多应用于大型发电机，而异步电机几乎应用在电动机场合。

四、同步电机与异步电机在设计上的区别

　　1、异步电动机的同步转速是指加在电机输入端的交流电产生的旋转磁场的速度，这个速度就叫同步速度，计算公式是n=60f/P，f:交流电的频率，P：电机极对数，以国内电网50Hz为例，对于4极电机(2对极)的同步速度=60×50/2=1500RPM。

　　2、异步电动机的转子速度在理论空载下等于同步速度，但实际上不可能做到。两者之差为转差速度，这个值除以同步速度则得到转差率。负载越大，转子速度越小，转差率越大。在实际应用中，请将方力电机铭牌上或者样本上的速度为实际转速的参考依据。

　　三相异步电动机同步转速与电机极数有关：

　　2电机同步转速为3000转/分。

　　4电机同步转速为1500转/分。

　　6电机同步转速为1000转/分。

　　8电机同步转速为750转/分。

　　3、额定转速与电机转差率有关，方力电机转差率在4%左右。比如4极电机的额定转速一般在1440转/分左右。

本文转自方力电机官方微信公众号，如有侵权请联系删除。