同步机与异步机的区别

同步机与异步机的区别

异步电机

asynchronous machine

利用气隙旋转磁场与转子绕组中的感应电流相互作用产生电磁转矩，从而实现能量转换的交流电机。主要作电动机用。异步电机的转子实际转速总是低于（作电动机运行）或高于（作发电机运行）旋转磁场的转速，两者始终存在一定差异，故称异步。异步是这种电机产生电磁转矩的必要条件。由于转子绕组电流是感应而生的，所以异步电机也称为感应电机。如果旋转磁场和转子的转速分别为n s和n，则异步电机的转差率s 为

它代表转子导体与旋转磁场之间的相对运动速度。在电源电压和频率一定的条件下，转子导体中的电动势、电流及异步电机的运行状态都由转差率决定。当转差率s不同时，异步电机有3种不同的运行状态：

0＜s≤1，n S＞n≥0 电动机运行

s＜0，n＞n S 发电机运行

s＞1，n＜0 反接制动运行

同步电机-正文

电机转子的转速与旋转磁场转速相同的交流电机。同步一词因两转速相同而来。同步电机的转速(n)与电源频率(f)、电机的磁极对数(P)之间的关系为

n=f/P

一般转速单位常用转/分，因此

n=60f/P

结构同步电机的磁极一般由直流电流励磁。在小型电机中也有采用永久磁铁励磁的，称为永磁同步电动机。同步电机的磁极通常装在转子上，而电枢绕组放在定子上。因为电枢绕组往往是高电压、大电流的绕组,装在定子上便于直接向外引出;而励磁绕组的电流较小,放在转子上可以通过装在转轴上的集电环和电刷引入，比较方便。图1所示为同步电机定子和转子的典型结构。在某些特殊的小型同步电机中也有相反的情况：把磁极放在定子上，而电枢绕组放在转子上。例如同步电极的交流励磁机，其电枢绕组放在转子上,电流经过装在转子轴上的旋转整流

器整流后,直接为同步电机转子上的励磁线圈提供直流励磁电流，构成无刷系统。同步电机的电枢绕组一般做成三相，单相的比较少。因为单相电机材料利用率差，体积比三相电机大，而且电机的转矩有脉动分量，容易产生振动和噪声。

同步电机

特点和用途同步电机的重要优点在于

通过调节电机的励磁电流,可以调节电枢电流的相位,改变电机的功率因数。图2、图3所示为电机在有功功率不变的情况下，改变同步电机的励磁电流（即改变内电动势E0）时，电机的电压、电流相量图和电枢电流随励磁电流而变化的V

形曲线。V形曲线表明,在一定的有功功率下,电机的电枢电流有一个最低点。此点相当于功率因数为1.0,它对应的励磁电流称为正常励磁电流。

在励磁电流大于正常励磁电流时，发电机将向电网输出滞后于端电压的电流；电动机则将自电网吸收超前于端电压的电流。而当励磁电流小于正常励磁电流时，发电机将向电网输出超前电流；而电动机将自电网吸收滞后电流。所以通过调节同步电机的励磁电流，可以随意调节其输入（出）电流的相位和功率因数，以满足电网的要求。现代，不管是火电厂、水电站，还是核电站都几乎全部选用同步发电机。

同步电机

同步电机

由于同步电机只能在同步转速下运行，所以同步电机作电动机运行时不能自起动。为此，同

步电动机必须设置专门的异步起动绕组。与异步电动机相比，同步电2动机的结构比较复杂,价格较贵，但是同步电动机具有较高的功率因数。所以，不要求调速的大功率机组常用同步电动机传动，如轧钢机、鼓风机、透平压缩机以及大型船舶推进器等。

同步电机可作调相机运行。同步调相机实质上就是一台轴上不带机械负荷的同步电动机。通过调节同步电机的励磁电流，可控制它从电网吸收的无功电流的相位，从而达到调节电网的功率因数和维持电网的电压水平的目的。

参考书目

李发海等编：《电机学》（下册），科学出版社，北京，1984。

许实章主编：《电机学》（第二版，上、下册），机械工业出版社，北京，1988、1990。