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异步电机和同步电机的区别差异,三相异步电机的正反转原理图解
来源: 发布日期:2017-07-31 点击率:974
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。三相异步电机主要用作电动机,拖动各种生产机械,例如:风机、泵、压缩机、机床、轻工及矿山机械、农业生产中的脱粒机和粉碎机、农副产品中的加工机械等等。 结构简单、制造容易、价格低廉、运行可靠、坚固耐用、运行效率较高并具有适用的工作特性。


  异步电机和同步电机的区别差异,三相异步电机的正反转原理图解


  同步电机与异步电机的最大区别就在于两者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,那就叫同步电机,如果不一致,就叫异步电动机,具体到性能参数以及应用,两者有很大的区别。


  1、同步电机与异步电机转速上的区别


  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电机。


  同步电机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。


  2、同步电机与异步电机结构与原理上的区别


  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。


  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,多用工矿大型没备。


  3、同步电机与异步电机结构与特点上的区别


  同步电机的优点:


  1、转子无励磁绕组,所以无转子铜耗,因此效率较高;


  2、高性能永磁材料提供励磁,给定功率小,体积可以减小;


  3、转子转动惯量小,故动态性能好;


  4、低效率时较大的功率和转矩输出。


  同步电机缺点:


  成本高,可靠性低,加工工艺复杂,机械强度差,电动车性能受环境影响大。


  异步电机优点:


  1、 无永磁高温退磁问题,可以将峰值功率、额定功率、峰值功率工作时间延长。


  2、 电机特性受环境影响小;


  3、 自身就具有启动高转矩、高速转矩调整;


  异步电机缺点:


  转子磁场来自定子励磁,存在铜耗,能量转化率比永磁同步电机低。


  4、同步电机与异步电机用途上区别


  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功率因数;异步电机的功率因数不可调,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。


  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,作为电动机时,现在大多选择异步电机。


  5、同步电机与异步电机调速方式的区别


  电机的转速主要有磁极对数、频率和转差率这三个因数有关,相关计算公式如下:


  异步电机和同步电机的区别差异,三相异步电机的正反转原理图解


  异步电机基本调速方法有五种:变磁极对数P、变频率f,变转差率S,改变定子电压、转子回路串接电阻。


  同步电机基本调速方法主要有两种:变磁极对数P、变频率f。同步电机主要运用变频的调速方法。


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  三相异步电机的正反转向原理


  机理:将异步电动机的三相电源线任意两相对调,就改变了绕组中三相电流的相序,旋转磁场的方向就随之改变,也就改变了转子的旋转方向。


  电机要实现正反转控制,将其电源的相序中任意两相对调即可(我们称为换相),通常是V相不变,将U相与W相对调节器,为了保证两个接触器动作时能够可靠调换电动机的相序,接线时应使接触器的上口接线保持一致,在接触器的下口调相。由于将两相相序对调,故须确保二个KM线圈不能同时得电,否则会发生严重的相间短路故障,因此必须采取联锁。为安全起见,常采用按钮联锁(机械)与接触器联锁(电气)的双重联锁正反转控制线路(如下图所示);使用了按钮联锁,即使同时按下正反转按钮,调相用的两接触器也不可能同时得电,机械上避免了相间短路。另外,由于应用的接触器联锁,所以只要其中一个接触器得电,其长闭触点就不会闭合,这样在机械、电气双重联锁的应用下,电机的供电系统不可能相间短路,有效地保护了电机,同时也避免在调相时相间短路造成事故,烧坏接触器。


  异步电机和同步电机的区别差异,三相异步电机的正反转原理图解


  电动机的正反转控制操作中,如果错误地使正转用电磁接触器和反转用电磁接触器同时动作,形成一个闭合电路后会怎么样呢?三相电源的L1相和L3相的线间电压,通过反转电磁接触器的主触头,形成了完全短路的状态,所以会有大的短路电流流过,烧坏电路。所以,为了防止两相电源短路事故,接触器KM1和KM2的主触头决不允许同时闭合。


  如上图所示三相异步电动机接触器联锁的正反转控制的电气原理图,为了保证一个接触器得电动作时,另一个接触器不能得电动作,以避免电源的相间短路,就在正转控制电路中串接了反转接触器KM2的常闭辅助触头,而在反转控制电路中串接了正转接触器KM1的常闭辅助触头。当接触器KM1得电动作时,串在反转控制电路中的KM1的常闭触头分断,切断了反转控制电路,保证了KM1主触头闭合时,KM2的主触头不能闭合。同样,当接触器KM2得电动作时, KM2的常闭触头分断,切断了正转控制电路,可靠地避免了两相电源短路事故的发生。


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  联锁(或互锁):在一个接触器得电动作时,通过其常闭辅助触头使另一个接触器不能得电动作的作用叫联锁(或互锁)。实现联锁作用的常闭触头称为联锁触头(或互锁触头)。


  三相异步电动机接触器联锁的正反转控制的优点:工作安全可靠。


  缺点:操作不便。因电动机从正转变为反转时,必须先按下停止按钮后,才能按反转启动按钮,否则由于接触器的联锁作用,不能实现反转。为克服此线路的不足,可采用按钮联锁或按钮和接触器双重联锁的正反转控制线路。