同步电机和异步电机的区别及工作原理

同步电机和异步电机的区别及工作原理
同步电机和异步电机的主要区别是：同步电机能与其定子磁场旋转达到同步转速，异步电机转速达不到定子磁场的同步转速。

电机大致分成三种，同步机，异步机（以上两种多与电网相连），还有个直流电机。

下面的内容是一个过渡，只作为对电机（同步机、异步机）原理性的知识进行形象的讲解（懂电机的可跳过）。

同步机和异步机，这两个东西都是交流电机，利用了三相交流电的比较有意思的一个特性：简单的说如果把三个线圈像搅拌器（就是家里用来打鸡蛋的那种东西）那样布置，三个线圈相互不接触，分别加上ａｂｃ三相电压，于是产生三相电流，接着好玩的事情就发生了，线圈所围的空间内出现了与所加电压同频的旋转磁场（若要更深入的解释，就得说驻波的分解，叠加，比较麻烦）。

所以人们把线圈按照上述所说的办法，嵌进定子，于是转子所在的那个空间就产生了旋转的磁场。

有了这个磁场就好办了，我们就可以想象定子处有一个看不见的磁铁在转，此时如果转子是个磁铁的话，那么转子不就
被带动起来了么，就是电动机了，反之如果转子带动那个看不见的磁铁，就成了发电机了（首先转子带动那个虚拟磁铁，转子肯定受个阻力矩吧，虚拟磁铁受个动力矩吧，注意！力是能量转换的中介（或者说是标志），虚拟磁铁毕竟是虚拟的，定子又不动，那么定子肯定地获得电动势喽。

如定子带负载的话，就会有电流，还是三相的，有电流就会有磁场，干扰转子产生的磁场，这个叫做电枢反应。

于是带上负载后定子处获得的电动势与空载时的不一样）。

在上面的原理指引下，把转子做成个电磁铁，外部单独用个电源给它电，那么这个电机就叫做同步机，之所以叫同步机是转子的磁性是独立产生的，于是转子能达到那个虚拟磁铁的转速。

转子磁性独立产生是个大好事，使得同步机调整很容易，比如说调无功功率。

后来人们发现转子不用电磁铁也行，把转子做成个装松鼠的笼子，由于虚拟磁铁的磁力线会切割鼠笼的笼棍，于是由伟大的右手定则，就会产生电流，仔细研究一下你会发现这个电流也是个三相的，于是与定子的产生磁场的原理类似，转子也产生个围绕他旋转的虚拟磁铁，再研究一下你会发现，定转子的虚拟磁铁在空间上转速一样。

于是鼠笼子起到了与电磁铁类似的效果，不过鼠笼的电流是由于其与定子虚拟磁
铁相对运动产生的，鼠笼的虚拟磁铁也就不是独立的了，鼠笼转速总是要比定子虚拟磁铁转速慢点，达不到同步速（否则就无相对运动，电流就无从产生，鼠笼磁场也就无从产生）。

在分析上，同步机由于有个转子独立的磁场，像电路里的有源负载。

而异步机，由于转子的一切都是由定子产生的，所以就相当于无源负载。

在设计上，当然同步电机更为复杂些。

，知道什么电机的原理了吧。

下面看看他们的区别吧。

一、同步电机和异步电机在设计上的不同：
①同步与异步的最大区别就在于看他门的转子速度是不是
与定子旋转的磁场速度一致，如果转子的旋转速度与定子是一样的，那就叫同步电动机，如果不一致，就叫异步电动机。

②当极对数一定时，电机的转速和频率之间有严格的关系，用电机专业术语说，就是同步。

异步电机也叫感应电机，主要作为电动机使用，其工作时的转子转速总是小于同步电机。

③所谓“同步”就是电枢（定子）绕组流过电流后，将在气隙中形成一旋转磁场，而该磁场的旋转方向及旋转速度均与转子转向，转速相同，故为同步。

异步电机的话，其旋转磁场与转子存在相对转速，即产生转距。

二、为什么会同步，为什么会不同步呢？
同步电机和异步电机的定子绕组是相同的，主要区别在于转子的结构。

同步电机的转子上有直流励磁绕组，所以需要外加励磁电源，通过滑环引入电流；而异步电机的转子是短路的绕组，靠电磁感应产生电流。

相比之下，同步电机较复杂，造价高。

同步和异步电机均属交流动力电机，是靠50交流电网供电而转动。

异步电机是定子送入交流电，产生旋转磁场，而转子受感应而产生磁场，这样两磁场作用，使得转子跟着定子的旋转磁场而转动。

其中转子比定子旋转磁场慢，有个转差，不同步所以称为异步机。

而同步电机定子与异步电机相同，但其转子是人为加入直流电形成不变磁场，这样转子就跟着定子旋转磁场一起转而同步，始称同步电机。

简单的说就是：异步电机的转子上没加直流励磁电流，同步电机的转子上加了一个直流励磁电流使转子的转速与定子
与转子切割产生的磁场转速一致。

三、同步发电机转子为什么要通入直流励磁电流，而不通入交流励磁电流？
按工频50考虑，转子通入直流励磁电流，可在定子绕组中感应出50电势。

转子通入交流励磁电流后，可分解为正向与反向两个旋转磁场，正向旋转磁场旋转速度与转子旋转速度迭加，在定子绕组中感应出100电势；反向旋转磁场旋转速度与转子旋转速度抵消，与定子绕组相对静止，不产生电势，但定子磁通中出现直流分量，可能饱和。

四、同步电机和异步电机怎么选择（从功能和用途上区分）？
①同步电机大多用在大型发电机的场合。

而异步电机则几乎全用在电动机场合。

同步电机可以通过励磁灵活调节输入侧的电压和电流相位，即功率因数；异步电机的功率因数不可调，一般在0.75-0.85之间，因此在一些大的工厂，异步电机应用较多时，可附加一台同步电机做调相机用，用来调节工厂与电网接口处的功率因数。

但是，由于同步电机造价高，
维护工作量大，现在一般都采用电容补偿功率因数。

②同步电机效率较异步电机稍高，在2000以上的电动机选型时，一般要考虑是否选用同步电机。

但是，同步机因为有励磁绕组和滑环，需要操作工人有较高的水平来控制励磁，另外，比起异步电机的免维护来，维护工作量较大；所以，现在2500以下的电动机，现在大多选择异步电机。

在功率较小时，效率的差别已经变得微不足道了。

③异步电机简单，成本低，易于安装、使用和维护，所以受到广泛使用。

缺点是效率低，功率因数低对电网不利。

而同步电机效率高是容性负载，可改善电网功率因数。

④同步机需要励磁电压、电流调节，异步机则不需；同步机可以给系统补偿无功，异步机需要专门设备增加功率补偿。

⑤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最主要的运行方式，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。

一般的应用场合做为设备驱动选择异步电动机就可以了。