Отличие асинхронного двигателя от синхронного: Отличие синхронного от асинхронного двигателя

Содержание

отличия устройства и принципа работы

Приводы синхронного и асинхронного типа обладают существенными отличиями. Конструктивные и технические особенности обуславливают разницу в их работе, влияют на функциональные возможности и применение.   

Изобретение машины переменного тока привнесло в мир приводной техники высокую надежность и конструктивную простоту. На базе асинхронных двигателей конфигурируют автоматизированные приводы разной сложности. Средством управления в этом случае выступает частотный преобразователь. Несмотря на единый способ питания, асинхронный агрегат имеет особенности построения, чем отличается от синхронной машины.

Отличия в конструкции

Конструирование синхронного и асинхронного двигателя выполнено из условия оптимизации работы, структуры и функциональности своих предшественников. Они являются преобразователями электроэнергии и осуществляют ее превращение в механическую работу (движение вала) и наоборот (генераторный режим) посредством электромагнитной индукции. Согласно закону физики при перемещении подключенного к питанию проводника в магнитном поле возникает электродвижущая сила, которая его вращает.

Обладая идентичными функциональными блоками – индуктором (индукторным колесом или статором), формирующим магнитный поток и ротором (якорем), передающим механическую энергию, синхронные и асинхронные электроприводы имеют свои различия. Основные состоят в конструкции и перемещении якоря относительно движения магнитного поля индуктора.

Статоры в машинах обоих типов действуют одинаково, тогда как способ вращения роторных устройств отличается. Разница между синхронным и асинхронным двигателем состоит в совпадении скоростных величин якоря и поля. В первом случае скорость ротора и магнитного потока совпадает. Этот принцип работы стал основой понятия привода. Во втором синхронная скорость не обеспечивается, и всегда есть различие между скоростными параметрами якорного устройства и магнитного поля в статоре.

Внешне отличие синхронного от асинхронного двигателя незначительно, поэтому визуально сложно определить тип мотора. Единственное, что поможет – это присутствие ребер охлаждения асинхронного электродвигателя (АД). Среди других структурных особенностей выделяют:

  • способ подачи токовой нагрузки на цепь якоря: независимый у синхронных двигателей (СД) и формируемый полем индуктора у АД;
  • наличие явно выраженных магнитных полюсов у ротора СД с наличием постоянных магнитов или электромагнитов;
  • способ формирования роторной электроцепи: у СД – трехфазная обмотка возбуждения в виде катушек или сплошная, равномерно распределенная по поверхности цилиндрического якоря; у АД – алюминиевые стержни или витки цепи, уложенные в выштампованные пазы якорного механизма.

Устройство ротора, принцип его питания и действия обуславливают применение синхронных и асинхронных машин.

Различия в работе

Небольшая разница в конструкции и электропитании формирует существенное отличие синхронного от асинхронного двигателя. Работа приводов, их технические и эксплуатационные возможности влияют на спрос и использование электроприводов.

Пуск синхронного двигателя с помощью только от питающей сети не производится, что связано с инерционностью роторного узла и высокой скоростью вращающегося поля. Вследствие этого скорость вращения якоря необходимо увеличить до параметров магнитного потока. Если мощность мотора большая, то разгон производится вспомогательным электродвигателем или преобразователем частоты. Маломощное оборудование запускается посредством пусковых обмоток (демпферных), с которыми машины работают как устройство с короткозамкнутым ротором. Отличие синхронного двигателя состоит в том, что они имеют постоянную скорость, не зависящую от нагрузки.

АД отличаются от синхронных машин принципом вращения роторного блока. Якорь всегда отстает от магнитного потока, сохраняя разность скоростных параметров. Эта разница (около 1–8%) обеспечивает присутствие тока и момента. В зависимости от величины нагрузки, которую преодолевает роторный механизм, разность в скоростях будет меняться: чем больше нагрузка, тем меньше скоростная характеристика якоря. Поэтому электропривод такого типа называют асинхронный электродвигатель. В отличие от синхронных, он не может самостоятельно обеспечивать скорость вращения, равную аналогичному параметру поля. Преобразование однофазного в трехфазный переменный ток для питания АД обеспечивает электронный фазорасщепитель, состоящий из выпрямителя и инвертора.

Области применения

Синхронный и асинхронный двигатель отличия которых рассмотрены выше, имеют свои области применения. Благодаря стабильности частоты вращения СД используют для электроприводов средней и большой мощности, работающих длительно с постоянной скоростью. Характерное отличие синхронного двигателя, заключающееся в опережающем коэффициенте мощности при определенном токе возбуждения, позволяет его использовать для компенсации реактивной мощности предприятий. Также, синхронные двигатели имеют следующие прикладные сферы:

  • энергетическая отрасль: поддержка параметров напряжения, устойчивости электросети при авариях;
  • машиностроительная индустрия: изготовления оборудования для резки металлопроката;
  • синхронный генератор на электростанциях;
  • приводы мощных компрессорных установок;
  • насосные и вентиляторные агрегаты.

Широкое применение асинхронного электродвигателя обусловлено его надежной и вместе с тем простой конструкцией. Они функциональны как в бытовой, инженерной, так и в производственной сфере. Асинхронными машинами обеспечивают эффективные приводы:

  • технологического оборудования в тяжелой промышленности;
  • строительного оборудования: бетономешалок, кранов, лебедок;
  • инженерных систем вентиляции, водоотведения, водоснабжения;
  • бытовых приборов.

Электроприводы асинхронных и синхронных типов находят широкое применение в промышленной автоматизации. Они участвуют в работе простых электроприводов и сложных сервосистем, построение и принцип действия которых основаны на получении обратной связи. Датчики считывают данные о том, какая угловая скорость асинхронного двигателя, а частотный преобразователь на основании полученной информации управляет мотором.

Положительные качества

Как и любое техническое устройство СД и асинхронные двигатели имеют свои сильные и слабые стороны. Свойства со знаком «плюс» или «минус» обусловлены конструктивными и техническими различиями электрооборудования. Какой двигатель установить для простого или высокоскоростного электропривода напрямую зависит от того, чем отличается синхронный двигатель от асинхронного. В связи с этим выделяют следующие достоинства СД:

  • возможность работать как генератор и обеспечивать компенсацию реактивной мощности, вырабатываемой электростанциями; эта способность особенно важна для промышленных предприятий, поскольку синхронный генератор, работая с опережающим током, увеличивает коэффициент мощности электросети, уменьшает нагрузку на трансформаторы, кабели, улучшает качестве электроэнергии и, как результат, способствует лучшей отдаче от асинхронных моторов;
  • высокий коэффициент полезного действия порядка 97-98%;
  • возможность изменять перегрузочные параметры посредством разных характеристик тока, питающего роторный механизм;
  • низкий порог чувствительности к перепадам напряжения в электросети, что является важным отличием от асинхронных электромоторов;
  • высокая надежность работы благодаря воздушному зазору больших размеров.

АД имеет свои преимущества перед устройством синхронного типа и характеризуются:

  • более простой и надежной конструкцией, обусловленной трехфазным принципом подключения и упрощенным конструированием, понятным для чайников;
  • способностью запускаться напрямую, в то время как пуск синхронного двигателя с прямым сетевым подключением невозможен;
  • экономичным энергопотреблением, что значит снижение эксплуатационных затрат;
  • доступной относительно низкой ценой, чем отличаются от СД;
  • универсальностью применения, особенно в местах с частотно-регулируемыми электроприводами с обратной связью; в этом случае для вращения асинхронного мотора с требуемыми оборотами устанавливают электронное устройство управления;
  • способностью работать от одно- и трехфазной сети, что позволяет использовать этот двигатель в местах с отсутствием развитой инфраструктуры.

Положительным моментом АД также является способность самозапускаться после потери и возобновления электропитания. Этот тип машин лучше и по затратам на обслуживание. При эксплуатации достаточно производить чистку элементов машины от загрязнений, протягивать контакты и лишь спустя полтора десятка лет заменить подшипники в двигателях.

Отрицательные моменты

Сравнительная характеристика относительно «минусов» позволит сделать полноценное сравнение рассматриваемых типов моторов и решить окончательно, какой двигатель оптимально подойдет под существующие условия. Относительно отрицательных сторон отличие синхронной эл/машины заключается в:

  • более сложном конструировании, что отражается на его стоимости;
  • неудобстве с запуском, поскольку пуск синхронного двигателя с прямым подключением не производится;
  • ограниченности использования, так как эти виды приводов предназначены только для оборудования с неизменной частотой вращения и с питанием от сети постоянного тока.

Асинхронный двигатель отличается от синхронника и характеризуется следующими недостатками:

  • повышенным нагревом механизма, что вызывает необходимость увеличивать площадь охлаждения корпуса, делая его ребристым; дополнительно это позволяет визуально отличить мотор;
  • невысоким пусковым КПД и повышенной реактивностью, ограничивающей число пусков в определенный отрезок времени, чем отличается асинхронный двигатель не в лучшую сторону;
  • неспособностью работать на сетевом напряжении менее 220В;
  • возникновением эффекта «скольжения»; об этом свидетельствует отставание частоты якоря от магнитного потока индуктора;
  • высокой токовой нагрузкой в момент пуска, в чем заключается основная проблема машин мощностью более 10 кВт; значение пускового тока может превышать номинальную величину в шести или восьмикратном размере и длиться в течение 5 – 10 секунд.

Разница между синхронным и асинхронным двигателем — Разница Между

Разница Между2022

Разница между синхронным и асинхронным двигателем — Разница Между

Содержание:

Ключевая разница: Синхронные двигатели и асинхронные двигатели являются наиболее широко используемыми типами двигателей переменного тока. В синхронном электродвигателе вращение вала синхронизировано с частотой питающего тока. Асинхронный двигатель — это электродвигатель переменного тока, в котором электрический ток в роторе создается электромагнитной индукцией от магнитного поля обмотки статора.


Синхронные и асинхронные двигатели — это два разных типа электродвигателей переменного тока. Электродвигатели переменного тока — это электродвигатели, приводимые в действие переменным током (AC). Двигатель переменного тока обычно состоит из двух основных частей: внешнего стационарного статора и внутреннего ротора. Синхронные двигатели и асинхронные двигатели являются наиболее широко используемыми типами двигателей переменного тока.

Внешний стационарный статор имеет катушки, которые питаются переменным током. Это тогда производит вращающееся магнитное поле. Внутренний ротор прикреплен к выходному валу, который создает второе вращающееся магнитное поле. Магнитное поле ротора может создаваться постоянными магнитами, магнитной индуктивностью или электрическими обмотками постоянного или переменного тока.

В синхронном электродвигателе вращение вала синхронизировано с частотой питающего тока. Период вращения точно равен целому числу циклов переменного тока. Синхронные двигатели содержат многофазные электромагниты переменного тока на статоре двигателя. Эти электромагниты создают магнитное поле, которое вращается во времени вместе с колебаниями тока в линии. С другой стороны, ротор с постоянными магнитами или электромагнитами вращается в соответствии с полем статора с той же скоростью. Это обеспечивает второе синхронизированное вращающееся магнитное поле.

Асинхронный двигатель — это электродвигатель переменного тока, в котором электрический ток в роторе создается электромагнитной индукцией от магнитного поля обмотки статора. Асинхронный двигатель также известен как асинхронный двигатель. Ротор в асинхронном двигателе может быть намотанного или короткозамкнутого типа.

В отличие от больших синхронных двигателей, асинхронный двигатель не требует механической коммутации, раздельного возбуждения или самовозбуждения для энергии, передаваемой от статора к ротору.

Основное различие между синхронными и асинхронными двигателями состоит в том, что синхронный двигатель вращается в точной синхронизации с частотой линии. Кроме того, синхронный двигатель не зависит от индукции тока для создания магнитного поля ротора. Асинхронный двигатель, с другой стороны, требует «проскальзывания», чтобы вызвать ток в обмотке ротора, что означает, что ротор должен вращаться немного медленнее, чем чередование переменного тока.

Сравнение между синхронным и асинхронным двигателем:

Синхронный двигатель

Индукционный двигатель

Описание

Синхронный электродвигатель представляет собой электродвигатель переменного тока, в котором в установившемся режиме вращение вала синхронизировано с частотой тока питания.

Асинхронный или асинхронный двигатель представляет собой электродвигатель переменного тока, в котором электрический ток в роторе, необходимый для создания крутящего момента, получается посредством электромагнитной индукции от магнитного поля обмотки статора.

содержать

Многофазные электромагниты переменного тока на статоре двигателя

Синхронная скорость

Работать на оборотах = 120f / p

Работать на скорости менее синхронной (об / мин = 120f / p — скольжение)

Постоянное возбуждение

Синхронные двигатели требуют подачи постоянного тока на обмотки ротора

Асинхронные двигатели не требуют подачи постоянного тока на обмотки ротора.

Источник постоянного тока

Синхронные двигатели требуют источника питания постоянного тока для возбуждения ротора.

Асинхронные двигатели не требуют источника питания постоянного тока для возбуждения ротора.

Роторное возбуждение

Синхронные двигатели требуют контактных колец и щеток для подачи возбуждения ротора.

Асинхронные двигатели не требуют контактных колец, но некоторые асинхронные двигатели имеют их для плавного пуска или управления скоростью.

Обмотки ротора

Синхронные двигатели требуют обмотки ротора

Асинхронные двигатели чаще всего изготавливаются с токопроводящими стержнями в роторе, которые замыкаются вместе на концах, образуя «беличную клетку».

Пусковой механизм

Синхронные двигатели требуют запуска механизма в дополнение к режиму работы, который действует, когда они достигают синхронной скорости.

Трехфазные асинхронные двигатели могут запускаться простым подачей питания, но однофазные двигатели требуют дополнительной цепи запуска.

Фактор силы

Коэффициент мощности синхронного двигателя можно отрегулировать так, чтобы он отставал от единицы или опережал

Асинхронные двигатели всегда должны работать с запаздывающим коэффициентом мощности.

КПД

Синхронные двигатели обычно более эффективны, чем асинхронные двигатели.

Асинхронные двигатели, как правило, менее эффективны, чем синхронные двигатели.

слип

Синхронные двигатели могут быть сконструированы с постоянными магнитами в роторе, исключая контактные кольца, обмотки ротора, систему возбуждения постоянного тока и возможность регулировки коэффициента мощности.

Асинхронные двигатели содержат скольжение.

Размер

Синхронные двигатели обычно изготавливаются только с размерами, превышающими 1000 л.с. (750 кВт), из-за их стоимости и сложности. Однако синхронные двигатели с постоянными магнитами и постоянные синхронные двигатели с электронным управлением, называемые бесщеточными двигателями постоянного тока, доступны в меньших размерах.

Меньшие асинхронные двигатели построены и обычно в домашних условиях.

Используется в

Применения синхронизации, такие как синхронные часы, таймеры в приборах, магнитофоны и точные сервомеханизмы

Трехфазные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором широко используются в промышленных приводах, потому что они прочные, надежные и экономичные. Однофазные асинхронные двигатели широко используются для небольших нагрузок, таких как бытовая техника, например, вентиляторы.

Чем отличается синхронный двигатель от асинхронного

Промышленные электродвигатели классифицируются по разным параметрам. Одной из определяющих характеристик является принцип работы. Так, различают синхронный и асинхронный двигатели. В чем же разница между ними?

Синхронный двигатель способен работать, одновременно совмещая функции двигателя и генератора. Его характерной особенностью является неизменяемая частота роторного вращения от нагрузки. Синхронные двигатели применяются в различных сферах.

Принцип работы синхронного двигателя основан на взаимодействии вращающегося магнитного поля якоря и магнитных полей индукторных полюсов. Как правило, якорь находится в статоре, а индуктор располагается в роторе. Для моторов повышенной мощности устанавливаются электрические магниты для полюсов, а для маломощных — постоянные. На короткое время принцип работы синхронного двигателя включает в себя и асинхронный режим, используемый для разгона до номинальной скорости вращения. В это время индукторные обмотки замыкаются накоротко или посредством реостата. По достижении необходимой скорости индуктор начинают питать постоянным током.

К недостаткам синхронных двигателей относят необходимость питания обмотки постоянным током, сложность запуска и скользящий контакт. Однако, несмотря на это, большинство генераторов, применяемых в различных промышленных областях, являются синхронными. К преимуществам таких двигателей относят высокую надежность, большой коэффициент полезного действия, простоту обслуживания.

Асинхронный двигатель — это механизм, трансформирующий электрическую энергию переменного тока в механическую. Частота вращения магнитного поля статора у таких устройств выше роторной. Асинхронный двигатель состоит из статора цилиндрической формы и ротора. Он работает на основе взаимодействия магнитного статорного поля и наводящихся этим же полем токов в роторе. Вращающий момент появляется тогда, когда имеется разность частоты вращения полей.

Таким образом, ключевое отличие синхронного и асинхронного двигателей — в роторе. У синхронного типа он заключается в постоянном или электрическом магните, асинхронные двигатели короткозамкнутые.

Основным недостатком асинхронных двигателей является трудность регулировки частоты вращения. Для реверсирования трехфазного асинхронного двигателя приходится изменять расположение двух фаз или двух линейных проводов, приближающихся к обмотке статора.

В синхронном двигателе частота вращения является постоянной, в отличие от асинхронного. Поэтому первый применяют в областях, где необходима постоянная скорость и полная управляемость, к примеру, в насосах, вентиляторах и компрессорах.

Выводы:

  1. Синхронный двигатель способен работать, одновременно совмещая функции двигателя и генератора.
  2. Синхронные двигатели являются более современными, чем асинхронные.
  3. Синхронные двигатели имеют более высокий КПД, чем асинхронные.
  4. Ключевое отличие синхронного и асинхронного двигателей — в роторе.
  5. В синхронном двигателе частота вращения является постоянной, в отличие от асинхронного.
  6. Асинхронные двигатели труднее регулируются.

 

Различие синхронного и асинхронного двигателя

На чтение 9 мин. Просмотров 70 Обновлено

В данной статье рассмотрим принципиальные отличия синхронных электродвигателей от асинхронных, чтобы каждый читающий эти строки мог бы эти различия четко понимать.

Асинхронные электродвигатели более широко распространены сегодня, однако в некоторых ситуациях синхронные двигатели оказываются более подходящими, более эффективными для решения конкретных промышленных и производственных задач, об этом будет рассказано далее.

Прежде всего давайте вспомним, что же вообще такое электродвигатель. Электродвигателем называется электрическая машина, предназначенная для преобразования электрической энергии в механическую энергию вращения ротора, и служащая в качестве привода для какого-нибудь механизма, например для приведения в действие подъемного крана или насоса.

Еще в школе всем рассказывали и показывали, как два магнита отталкиваются одноименными полюсами, а разноименными — притягиваются. Это постоянные магниты. Но существуют и переменные магниты. Каждый помнит рисунок с проводящей рамкой, расположенной между полюсами подковообразного постоянного магнита.

Горизонтально расположенная рамка, если по ней пустить постоянный ток, станет поворачиваться в магнитном поле постоянного магнита под действием пары сил (Сила Ампера), пока не будет достигнуто равновесие в вертикальном положении.

Если затем по рамке пустить постоянный ток противоположного направления, то рамка повернется дальше. В результате такого попеременного питания рамки постоянным током то одного, то другого направления, достигается непрерывное вращение рамки. Рамка здесь представляет собой аналог переменного магнита.

Приведенный пример с вращающейся рамкой в простейшей форме демонстрирует принцип работы синхронного электродвигателя. У любого синхронного электродвигателя на роторе есть обмотки возбуждения, на которые подается постоянный ток, формирующий магнитное поле ротора. Статор же синхронного электродвигателя содержит обмотку статора, для формирования магнитного поля статора.

При подаче на обмотку статора переменного тока, ротор придет во вращение с частотой, соответствующей частоте тока в обмотке статора. Частота вращения ротора будет синхронна частоте тока обмотки статора, поэтому такой электродвигатель называется синхронным. Магнитное поле ротора создается током, а не индуцируется полем статора, поэтому синхронный двигатель способен держать синхронные номинальные обороты независимо от мощности нагрузки, разумеется, в разумных пределах.

Асинхронный электродвигатель в свою очередь отличается от синхронного. Если вспомнить рисунок в рамкой, и рамку просто накоротко замкнуть, то при вращении магнита вокруг рамки, индуцируемый в рамке ток создаст магнитное поле рамки, и рамка будет стремиться догнать магнит.

Частота вращения рамки под механической нагрузкой будет всегда меньше частоты вращения магнита, и частота не будет поэтому синхронной. Этот простой пример демонстрирует принцип действия асинхронного электродвигателя.

В асинхронном электродвигателе вращающееся магнитное поле формируется переменным током обмотки статора, расположенной в его пазах. Ротор типичного асинхронного двигателя обмоток как таковых не имеет, вместо этого на нем расположены накоротко соединенные стержни (ротор типа «беличья клетка»), такой ротор называется короткозамкнутым ротором. Бывают еще асинхронные двигатели с фазным ротором, там ротор содержит обмотки, сопротивление и ток в которых можно регулировать реостатом.

Итак, в чем же принципиальное отличие асинхронного электродвигателя от синхронного? С виду внешне они похожи, порой даже специалист не отличит по внешним признакам синхронный электродвигатель от асинхронного. Главное же отличие заключается в устройстве роторов. Ротор асинхронного электродвигателя не питается током, а полюса на нем индуцирутся магнитным полем статора.

Ротор синхронного двигателя имеет обмотку возбуждения с независимым питанием. Статоры синхронного и асинхронного двигателя устроены одинаково, функция в каждом случае одна и та же — создание вращающегося магнитного поля статора.

Обороты асинхронного двигателя под нагрузкой всегда на величину скольжения отстают от вращения магнитного поля статора, в то время как обороты синхронного двигателя равны по частоте «оборотам» магнитного поля статора, поэтому если обороты должны быть постоянными при различных нагрузках, предпочтительней выбирать синхронный двигатель, например в приводе гильотинных ножниц лучше всего справится со своей задачей мощный синхронный двигатель.

Область применения асинхронных двигателей сегодня очень широка. Это всевозможные станки, транспортеры, вентиляторы, насосы, — все то оборудование, где нагрузка сравнительно стабильна, или снижение оборотов под нагрузкой не критично для рабочего процесса.

Некоторые компрессоры и насосы требуют постоянной частоты вращения при любой нагрузке, на такое оборудование ставят синхронные электродвигатели.

Синхронные двигатели дороже в производстве, чем асинхронные, поэтому если есть возможность выбора и небольшое снижение оборотов под нагрузкой не критично, приобретают асинхронный двигатель.

Синхронные электродвигатели широко применяются в электроприводах, не требующих регулирования частоты вращения. По сравнению с асинхронными двигателями они имеют ряд преимуществ:

более высокий коэффициент полезного действия;

возможность изготовления двигателей с низкой частотой вращения, что позволяет отказаться от промежуточных передач между двигателем и рабочей машиной;

частота вращения двигателя не зависит от нагрузки па его валу;

возможность использования в качестве компенсирующих устройств реактивной мощности.

Синхронные электродвигатели могут являться потребителями и генераторами реактивной мощности. Характер и значение реактивной мощности синхронного двигателя зависят от величины тока в обмотке возбуждения. Зависимость тока в обмотке, выдающей напряжение в электрическую сеть, от тока возбуждения носит название U-образной характеристики синхронного двигателя. При 100%-ной нагрузке на валу двигателя его косинус фи равен 1. При этом электродвигатель не потребляет реактивной мощности из электрической сети. Ток в обмотке статора при этом имеет минимальное значение.

Классификация двигателей основывается на разных параметрах. По одному из них, различают синхронный и асинхронный двигатель. Отличия приборов, общая характеристика и принцип работы описаны в статье.

Синхронный двигатель

Этот тип двигателя способен работать одновременно и в качестве генератора, и как, собственно, двигатель. Его устройство сродни синхронному генератору. Характерной особенностью двигателя является неизменяемая частота роторного вращения от нагрузки.

Эти виды двигателей широко применяются во многих сферах, например, для электрических проводов, которым необходима постоянная скорость.

Принцип работы синхронного двигателя

В основу его функционирования положено взаимодействие вращающегося магнитного поля якоря и магнитных полей индукторных полюсов. Обычно якорь находится в статоре, а индуктор распологается в роторе. Для мощных моторов используются электрические магниты для полюсов, а для слабых — постоянные.

Принцип работы синхронного двигателя включает в себя (кратковременно) и асинхронный режим, который обычно применяют для разгона до необходимой (то есть номинальной) скорости вращения. В это время индукторные обмотки замыкаются накоротко или посредством реостата. После достижения необходимой скорости индуктор начинают питать постоянным током.

Преимущества и недостатки

Основными минусами этого вида двигателя являются:

  • необходимость питания обмотки постоянным током;
  • сложность запуска;
  • скользящий контакт.

Большинство генераторов, где бы они ни использовались, являются синхронными. Преимуществами таких двигателей в целом являются:

Асинхронный двигатель

Данный вид устройста представляет механизм, направленный на трансформацию электрической энергии переменного тока в механическую. Из самого названия «асинхронный» можно сделать вывод, что речь идет о неодновременном процессе. И действительно, частота вращения магнитного поля статора здесь выше роторной всегда.
Такое устройство состоит из статора цилиндрической формы и ротора, в зависимости от вида которого асинхронные двигатели короткозамкнутые могут быть и с фазным ротором.

Принцип действия

Работа двигателя осуществляется на основе взаимодействия магнитного статорного поля и наводящихся этим же полем токов в роторе. Вращающий момент появляется тогда, когда имеется разность частоты вращения полей.

Резюмируем теперь, чем отличается синхронный двигатель от асинхронного. Чем объясняется широкое применение одного типа и ограниченное — другого?

Синхронный и асинхронный двигатель: отличия

Отличие работы двигателей — в роторе. У синхронного типа он заключается в постоянном или электрическом магните. Благодаря притягиванию разноименных полюсов вращающееся поле статора влечет и магнитный ротор. Их скорость получается одинаковой. Отсюда и название — синхронный.

Асинхронные двигатели, в свою очередь, просты и надежны, но их недостатком является трудность регулировки частоты вращения. Для реверсирования трехфазного асинхронного двигателя (то есть изменения направления его вращения в противоположную сторону) меняют расположение двух фаз или двух линейных проводов, приближающихся к обмотке статора.

Если рассматривать частоту вращения, то имеют и здесь синхронный и асинхронный двигатель отличия. В синхронном типе этот показатель является постоянным, в отличие от асинхронного. Поэтому первый используют там, где необходима постоянная скорость и полная управляемость, например, в насосах, вентиляторах и компрессорах.

Выявить на том или ином устройстве наличие рассматриваемых типов приборов очень просто. На асинхронном двигателе будет не круглое число оборотов (например, девятьсот тридцать в минуту), в то время как на синхронном — круглое (например, тысяча оборотов в минуту).

И те, и другие моторы управляются достаточно сложно. Синхронный тип имеет жесткую характеристику механики: при любой меняющейся нагрузке на вал мотора частота вращения будет одной и той же. При этом нагрузка, конечно, должна меняться с учетом того, чтобы двигатель способен ее выдержать, иначе это приведет к поломке механизма.

Так устроен синхронный и асинхронный двигатель. Отличия обоих видов обуславливают сферу их использования, когда один вид справляется с задачей оптимальным образом, для другого это будет проблематичным. В то же время можно встретить и комбинированные механизмы.

Существуют различные виды электродвигателей, и очень часто возникает вопрос, в чем же отличия между синхронным и асинхронным двигателем. В асинхронном обмотки, расположенные в статоре, создают вращающееся магнитное поле, взаимодействующее с токами, образующимися в роторе, благодаря чему он приходит во вращающееся состояние. Поэтому, в настоящее время, наиболее популярным считается простой и надежный асинхронный электродвигатель, имеющий короткозамкнутый ротор.

Асинхронный двигатель

В его пазах расположены токопроводящие стержни из алюминия или меди, соединенные своими концами с кольцами из такого же материала, которые производят короткое замыкание этих стержней. Поэтому, ротор и называется короткозамкнутым. Вихревые токи, взаимодействующие с полем, вызывают вращение ротора со скоростью, меньшей, чем скорость вращения самого поля. Таким образом, весь двигатель получил название асинхронного. Это движение получило название относительного скольжения, поскольку скорости ротора и магнитного поля неравны и магнитное поле не пересекается с токопроводящими стержнями ротора. Поэтому, они не создают вращающийся момент.

Принципиальным отличием обоих видов двигателей является исполнение ротора. В синхронном он представляет собой постоянный магнит относительно небольшой мощности или такой же электромагнит. Вращающийся магнит, создающий магнитное поле статора, приводит в движение магнитный ротор. Скорость движения статора и ротора, в этом случае, одинаковая. Поэтому, данный двигатель получил название синхронного.

Особенности синхронного двигателя

Синхронный двигатель отличается возможностью значительного опережения током напряжения по фазе. Повышая коэффициент мощности по типу конденсаторных батарей.

Асинхронные электродвигатели отличаются простотой конструкции и надежностью в эксплуатации. Единственный недостаток этих агрегатов заключается в достаточной трудности регулировки частоты их вращения. Трехфазные асинхронные двигатели могут быть легко реверсированы, то есть вращение двигателя может измениться на противоположное направление. Для этого, достаточно изменить место расположения двух линейных проводов или фаз, которые замыкаются на обмотку статора. В отличие от синхронного, это простой и дешевый двигатель, применяющийся повсеместно.

Синхронный и асинхронный двигатель имеет еще и такое важное отличие, как постоянная частота вращения у первого при различных нагрузках. Поэтому их применяют в приводах машин, требующих постоянных скоростей, например, в компрессорах, насосах или вентиляторах, поскольку они очень легки в управлении.

Классификация электродвигателей

Чем асинхронные электродвигатели отличаются от синхронных

Самые распространённые электродвигатели — трёхфазные машины переменного тока. Они есть двух видов — асинхронные и синхронные. В этой статье рассказывается в чём сходство и различие между машинами обоих типов и область их применения.

Принцип действия и устройство электромашин разных типов


Асинхронные и синхронные электродвигатели похожи по конструкции, но есть и отличия.

Устройство и принцип действия асинхронных электродвигателей

Это самые распространённые машины переменного тока. Такие электродвигатели состоят из трёх основных частей:

  • Корпус с подшипниковыми щитами и лапами или фланцем.
  • В корпусе находятся магнитопровод из железных пластин с обмотками. Этот магнитопровод носит название статор.
  • Вал с подшипниками и магнитпроводом. Эта конструкция называется ротор. В электродвигателях с короткозамкнутым ротором в магнитопроводе находятся соединённые между собой алюминиевые стержни, эта конструкция носит название «беличья клетка». В машинах с фазным ротором вместо стержней намотаны обмотки.

В пазах статора со сдвигом 120° намотаны три обмотки. При подключении к трёхфазной сети в статоре наводится вращающееся магнитное поле. Скорость вращения называется «синхронная скорость».

 

Справка! В однофазных электродвигателях вращающееся поле создаётся дополнительной обмоткой или конструктивными особенностями статора.

Это поле наводит ЭДС в роторе, возникающий при этом ток создаёт своё поле, взаимодействующее с полем статора и приводящее его в движение. Скорость вращения ротора меньше синхронной скорости. Эта разница называется скольжение.


Рассчитывается скольжение по формуле S=(n1-n2)/n1*100%, где: · n1 — синхронная скорость; · n2 — скорость вращения ротора.

Номинальная величи

на скольжения в обычных электромоторах 1-8%. При увеличении нагрузки на валу двигателя скольжение и вращающий момент растут до критической величины, при достижении которой двигатель останавливается.

В электродвигателях с фазным ротором вместо беличьей клетки в пазах ротора намотаны три обмотки. Через токосъёмные кольца и щётки они подключаются к добавочным сопротивлениям. Эти сопротивления ограничивают ток и магнитное поле в роторе. Это увеличивает скольжение и уменьшает скорость двигателя.

Такие аппараты используются при тяжёлом пуске и в устройствах с регулировкой скорости, например, в мостовых кранах.


Принцип действия синхронных электродвигателей


Эти двигатели устроены сложнее и дороже асинхронных машин. Их достоинство в постоянной скорости вращения, не меняющейся при нагрузке.

Статор синхронной машины не отличается от асинхронной. Отличие в роторе. В отличие от асинхронного двигателя, вращение осуществляется за счёт взаимодействия вращающегося магнитного поля статора и постоянного поля ротора. Для его создания в роторе находятся электромагниты. Напряжение к катушкам подводится при помощи токосъёмных колец и графитных щёток.

Справка! В роторе синхронных машин малой мощности вместо электромагнитов установлены постоянные или просто магнитопровод имеет явновыраженные полюса. Скольжение, как в асинхронных машинах, отсутствует, и частота вращения определяется только частотой питающего напряжения.


Запуск электродвигателей

Асинхронные электрические машины мощностью до 30-50кВт запускаются прямой подачей электроэнергии. С двигателями большой мощности и синхронными машинами дело обстоит сложнее.


Пуск асинхронных двигателей большой мощности

Для запуска таких машин используются разные способы:

  • Включение добавочных сопротивлений в цепь статора. Они ограничивают пусковой ток, а после разгона закорачиваются пускателем.
  • В аппаратах, предназначенных для работы в сети с фазным напряжением 660 вольт обмотки в сети 380 вольт соединены треугольником. На время пуска они переключаются в звезду.
  • В электромашинах с фазным ротором для запуска в цепь ротора включаются добавочные сопротивления. После разгона они закорачиваются.
  • При наличии регулировки скорости, переключением обмоток или изменением частоты, двигатель включается на минимальные обороты. После начала вращения, обороты увеличиваются.

Пуск синхронных электромашин

В отличие от асинхронных машин, пуск которых производится взаимодействием поля статора и обмоток или беличьей клетки ротора, синхронную машину необходимо предварительно разогнать до скорости, близкой к синхронной.


  • С помощью дополнительного асинхронного двигателя. Так запускаются машины с постоянными магнитами в роторе. При достижении скорости, близкой к синхронной, асинхронхронник отключается и подаётся напряжение в статор синхронного двигателя.
  • Асинхронный пуск. В роторе, кроме электромагнита, находится «беличья клетка». С её помощью аппарат разгоняется, после чего в обмотку подаётся постоянное напряжение, и двигатель начинает работать в качестве синхронного.
  • Обмотки ротора закорачиваются напрямую или через добавочное сопротивление. После разгона в них подаётся постоянное напряжение.
  • При помощи ТПЧ (тиристорного преобразователя частоты) частота питающего напряжения и скорость вращения плавно поднимается до номинальной. Этот способ применяется в механизмах с регулировкой скорости.

Особенности и применение разных  видов электродвигателей

У каждого типа двигателей есть достоинства и недостатки по сравнению с другими. Это определяет область их применения. Применение разных типов электромашин зависит от их особенностей конструкции и принципа действия.


Достоинства и использование асинхронных электродвигателей

Такие машины имеют достоинства перед синхронными аппаратами:

  • простота конструкции и низкая цена; аппараты с фазным ротором позволяют регулировать скорость вращения и осуществлять плавный пуск без использования преобразователей частоты;
  • большое разнообразие мощностей — от нескольких ватт до десятков киловатт.

Кроме достоинств есть недостатки:

  • падение скорости вращения при росте нагрузки;
  • более низкий КПД и большие габариты, чем у синхронных аппаратов той же мощности;
  • кроме активной, такие аппараты потребляют реактивную (индуктивную) мощность, что ведёт к необходимости устанавливать компенсаторы или дополнительно оплачивать реактивную электроэнергию.

Используются такие машины практически везде, где необходимо приведение в движение механизма и есть трёхфазное напряжение 380 вольт.


Применение синхронных машин


  • Регулировка путём изменения тока возбуждения cos φ. Это позволяет уменьшить ток потребления, габариты и сечение подводящего кабеля, а также увеличить КПД. Кроме того, такие аппараты используются в качестве компенсаторов реактивной мощности.
  • Менее чувствительны к колебаниям напряжения и обладают большей перегрузочной способностью, особенно к ударным нагрузкам. Способность к превышению мощности повышается путём перевозбуждения обмоток ротора. Благодаря этому такие двигатели используются в экскаваторах, гильотинных ножницах и других подобных механизмах.
  • Частота вращения не меняется при изменения нагрузки. Поэтому синхронные машины применяются в прецизионных станках в металлургии, машиностроении и деревообатывающей промышленности.

Разница между синхронным и асинхронным двигателем | Сравните разницу между похожими терминами — Технология

Разница между синхронным и асинхронным двигателем — Технология

Синхронный и асинхронный двигатель

Синхронная скорость двигателя переменного тока — это скорость вращения вращающегося магнитного поля, создаваемого статором. Синхронная скорость всегда является целым числом от частоты источника питания. Синхронная скорость (ns) асинхронного двигателя в оборотах в минуту (об / мин) определяется выражением, где f — частота источника переменного тока, а p — количество магнитных полюсов на фазу.

Например, обычный трехфазный двигатель имеет 6 магнитных полюсов, организованных в виде трех противоположных пар, расположенных на расстоянии 120 ° друг от друга по периметру статора, каждый из которых питается от одной фазы источника. В этом случае p = 2, и для частоты сети 50 Гц (частота электросети) синхронная скорость составляет 3000 об / мин.

Скольжение (с) — это изменение скорости вращения магнитного поля относительно ротора, деленное на абсолютную скорость вращения магнитного поля статора, и определяется выражением, где nр скорость вращения ротора в об / мин.

Подробнее о синхронных двигателях

Синхронный двигатель — это двигатель переменного тока, в котором ротор обычно вращается с той же частотой вращения, что и поле вращения (поле статора) в машине. Другими словами, двигатель не имеет «пробуксовки» в обычных условиях эксплуатации, то есть s = 0, и, как результат, вырабатывает крутящий момент на синхронной скорости. Скорость синхронного двигателя напрямую зависит от количества магнитных полюсов и частоты источника.

Основными конструктивными элементами синхронного двигателя являются обмотка статора, подключенная к источнику переменного тока, который создает вращающееся магнитное поле, и ротор, помещенный в поле статора, питаемое постоянным током от контактных колец, для формирования электромагнита.

Ротор представляет собой прочную стальную отливку цилиндрической формы в случае машины без возбуждения. В двигателях с постоянными магнитами постоянные магниты находятся в роторе. Синхронные двигатели следует разогнать с помощью пускового механизма, чтобы получить синхронизирующую скорость. При достижении синхронной скорости двигатель работает без изменения оборотов.

Есть три типа синхронных двигателей; это электродвигатели с сопротивлением, электродвигатели с гистерезисом и электродвигатели с постоянными магнитами.

Скорость вращения синхронизирующего двигателя не зависит от нагрузки, если приложен достаточный ток возбуждения. Это позволяет точно контролировать скорость и положение с помощью элементов управления без обратной связи; они не меняют своего положения при подаче постоянного тока как на статор, так и на обмотки ротора. Конструкция синхронизирующего двигателя позволяет повысить электрический КПД на низкой скорости, и требуется больший крутящий момент.

Подробнее об асинхронном двигателе

Если скольжение двигателя не равно нулю (), тогда двигатель называется асинхронным. Скорость вращения ротора отличается от скорости вращения поля статора. В асинхронных двигателях скольжение определяет создаваемый крутящий момент. Асинхронный двигатель является хорошим примером асинхронного двигателя, основными компонентами которого являются ротор с короткозамкнутым ротором и статор. В отличие от синхронных двигателей, ротор не питается электричеством.

Синхронный двигатель против асинхронного двигателя

  • Ротор асинхронных и синхронных линейных двигателей различаются, в которых ток подается на ротор в синхронных двигателях, но ротор асинхронного двигателя не питается током.
  • Скольжение асинхронного двигателя не равно нулю, а крутящий момент зависит от скольжения, тогда как у синхронных двигателей нет, то есть скольжение (с) = 0
  • Синхронные двигатели имеют постоянную частоту вращения при различных нагрузках, но частота вращения асинхронного двигателя изменяется в зависимости от нагрузки.

Часто задаваемые вопросы (FAQ) | ЛУКОЙЛ ЭПУ Сервис

FAQ: вентильные электродвигатели

  1. В чем преимущество вентильных электродвигателей?
  2. Какая система управления вентильным электродвигателем используется в станциях «Ритэкс»?
  3. Чем отличается двигатель с 8-ми полюсной системой от 6-ти и 4-х.? Что лучше?
  4. Какой диапазон частот вращения у погружных вентильных электродвигателей?
  5. Какие существуют методы управления вентильными двигателями?
  6. Будет ли вращаться вентильный электродвигатель, если его напрямую подключить к трехфазной питающей сети?

FAQ: вентильные и синхронные электродвигатели

  1. В чем различие синхронной машины и вентильного электродвигателя?
  2. В чем различие вентильного и шагового электродвигателей (области применения)?
  3. Почему не используются в нефтяной области универсальные коллекторные электродвигатели постоянного тока, ведь они не требуют сложной системы управления как вентильные электродвигатели?
  4. Какова зависимость момента от угла сдвига Фр относительно Фс.?

FAQ: вентильные и асинхронные электродвигатели

  1. Каковы габаритные размеры вентильных и асинхронных электродвигателей одинаковой мощности?
  2. Как зависит момент на валу вентильных и асинхронных погружных электродвигателей от тока.
  3. Пусковые токи вентильных и асинхронных электродвигателей.
  4. Борьба за снижения пусковых токов в асинхронных двигателях.
  5. В чем отличие структуры цены вентильных и асинхронных электродвигателей?
  6. Можно ли вращать вентильный электродвигатель станцией управления от асинхронного двигателя?
  7. Можно ли вращать асинхронный двигатель от станции управления вентильным электродвигателем?
  8. Чем определяется различие КПД вентильных и асинхронных электродвигателей?
  9. Разница КПД 6-8% в пользу погружного вентильного электродвигателя — это много или мало?

FAQ: вентильные двигатели в составе погружной установки

  1. Что является пагубным для погружного оборудования?
  2. Всегда ли есть смысл устанавливать оборудование с вентильным двигателям?

FAQ: вентильные электродвигатели

В чем преимущество вентильных электродвигателей?

См. статью Сравнение вентильного и асинхронного двигателей

Какая система управления вентильным электродвигателем используется в станциях «Ритэкс»?

Шестипульсная коммутация (см. статью Элементы теории вентильного привода).

Чем отличается двигатель с 8-ми полюсной системой от 6-ти и 4-х.? Что лучше?

С увеличением полюсности увеличивается частота частота питающего напряжения при неизменной частоте вращения (для 8-ми полюсного двигателя 3000 об/мин — 200 Гц, для 4-х полюсного 6000 об/мин – 200 Гц). Таким образом, низкооборотные двигатели проектируются с повышенным числом полюсов. Высокооборотные — с пониженным.

Какой диапазон частот вращения у погружных вентильных электродвигателей?

От 250 (для привода винтовых насосов) до 6 000 (10 000) об/мин.

Какие существуют методы управления вентильными двигателями?

Существуют два основных метода: первый — управление коммутацией (6-ти пульсное управление) и второй — векторное управление (см. статью Элементы теории вентильного привода).

Будет ли вращаться вентильный электродвигатель, если его напрямую подключить к трехфазной питающей сети?6>

Стартовать с места не будет, однако, если раскрутить каким либо способом до частоты питающего напряжения (8-ми полюсный двигатель 750 об/мин) и подключить к сети, то он будет работать как синхронная машина переменного тока.

FAQ: вентильные и синхронные электродвигатели

В чем различие синхронной машины и вентильного электродвигателя?

Конструктивно вентильный двигатель и синхронная машина с постоянными магнитами неотличимы. Отличие только в системе управления. В синхронной машине ротор движется за полем, в вентильным двигателе поле подстраивается под движение ротора.

В чем различие вентильного и шагового электродвигателей (области применения)?

Шаговый электродвигатель сконструирован для дискретного поворота вала с жестким позиционированием. Вентильный — для непрерывного вращения.

Почему не используются в нефтяной области универсальные коллекторные электродвигатели постоянного тока, ведь они не требуют сложной системы управления как вентильные электродвигатели?

Надежность щеточного узла и его энергетические характеристики при работе в масле не позволяет использовать его в качестве погружного электродвигателя. Кроме того удельные энергетические характеристики (мощность на единицу массы или объема) коллекторного двигателя значительно (в разы) хуже чем у вентильного.

Какова зависимость момента от угла сдвига Фр относительно Фс.?

Практически синусоидальная.

FAQ: вентильные и асинхронные электродвигатели

Каковы габаритные размеры вентильных и асинхронных электродвигателей одинаковой мощности?

Длина активной части вентильного электродвигателя как минимум в два раза меньше чем у аналогичного асинхронного.

Как зависит момент на валу вентильных и асинхронных погружных электродвигателей от тока.

У вентильных — практически линейно, у асинхронных двигателей присутствует значительный ток холостого хода как минимум половина от номинального, что ухудшает его энергетические характеристики при частичной нагрузке.

Пусковые токи вентильных и асинхронных электродвигателей.

Для вентильного двигателя (как и для асинхронного с частотником) пусковой ток не превышает рабочий. Для асинхронного двигателя с прямым пуском пусковой ток в 5-7 раз больше рабочего.

Борьба за снижения пусковых токов в асинхронных двигателях.

Изменение конструкции асинхронного двигателя снижающее пусковые токи одновременно ухудшают энергетические характеристики в номинальном режиме. В связи с этим наиболее предпочтительным является применение частотных преобразователей, которые позволяют применять конструкции двигателя с оптимальными энергетическими характеристиками без оглядки на пусковые токи (при прямом включении двигателя, спроектированного для работы с частотником пусковой ток может превышать рабочий более чем в 10 раз!).

В чем отличие структуры цены вентильных и асинхронных электродвигателей?

Цена вентильного электродвигателя = цена асинхронного электродвигателя — стоимость обмотки ротора + стоимость постоянных магнитов. (Магниты в разы стоят дороже меди, но с единицы длины вентильного электродвигателя снимается мощность примерно в два раза большая чем у асинхронного).

Можно ли вращать вентильный электродвигатель станцией управления от асинхронного двигателя?

Можно, если эта станция с частотным преобразователем, но при этом не удастся в полной мере реализовать преимущества вентильного двигателя при работе с трансформатором и длинной линией (высока вероятность опрокидывания при резком изменении нагрузки).

Можно ли вращать асинхронный двигатель от станции управления вентильным электродвигателем?

Возможно создание алгоритма для такой работы, но энергетическая эффективность будет понижена.

Чем определяется различие КПД вентильных и асинхронных электродвигателей?

За поле ротора в асинхронном двигателе мы платим по счетчику, а в вентильном — один раз при изготовлении.

Разница КПД 6-8% в пользу погружного вентильного электродвигателя — это много или мало?

6-8% разницы КПД — это 50-80% разницы в потерях и соответственное снижение перегрева двигателя и как следствие — повышение надежности (при снижении температуры обмотки на 10 градусов наработка на отказ увеличивается в 2-4 раза!). Однако, получение экономического эффекта возможно только при правильном подборе и выводе на режим погружного оборудования, поскольку КПД насоса работающего не в режиме может уменьшаться в 2 и более раз, что сводит на нет эффект от повышенных энергетических характеристик вентильного электродвигателя. Таким образом применение вентильных электродвигателей повышает требования к квалификации технологов и исследователей.

FAQ: вентильные двигатели в составе погружной установки

Что является пагубным для погружного оборудования?

Наиболее вредным для установки является работа в режиме срыва подачи и первоначального выхода на режим, поскольку отсутствует течение жидкости вокруг двигателя и через насос. Вентильный электродвигатель значительно более терпимый к этим режимам. Известны случаи, когда они несколько суток работали в режиме срыва подачи на оборотах близких к максимальным. Для асинхронного двигателя такие условия — неминуемая гибель. Это связано со значительно меньшим уровнем потерь и соответственно меньшим тепловыделением у вентильных электродвигателей. При выводе на режим вентильные двигатели в отличие от асинхронных не требуют останова для охлаждения. У технологов, длительно эксплуатируемых вентильные электродвигатели сложилось мнение что, сжечь вентильный электродвигатель при исправной грозозащите практически невозможно, поэтому его применяют на наиболее сложных скважинах, где зачастую сожжен не один асинхронник.

Всегда ли есть смысл устанавливать оборудование с вентильным двигателям?

Если характеристики скважины известны и можно гарантировать выход насоса на оптимальный режим при применении асинхронного двигателя прямого пуска, то его применение может оказаться экономически более выгодным из-за более низкой стоимости установки. Асинхронный двигатель с частотником практически всегда менее эффективен чем вентильный привод.

Разница между синхронным двигателем и асинхронным двигателем

Он всегда работает на синхронной скорости. Поэтому он называется синхронным. мотор. Всегда работает со скоростью, немного меньшей синхронной скорости. Таким образом, он называется асинхронным двигателем.
Синхронный двигатель — машина двойного возбуждения, т. е. его якорь обмотка подключена к источнику переменного тока, а ее обмотка возбуждения возбуждается от источника постоянного тока. Асинхронный двигатель представляет собой машину с однократным возбуждением, т. е. его статор обмотка питается от источника переменного тока.
Скорость не зависит от нагрузки. Скорость уменьшается с увеличением нагрузки.
Самозапуск невозможен. Для запуска требуются внешние средства. Асинхронный двигатель имеет момент самозапуска.
Синхронный двигатель более эффективен, чем асинхронный двигатель того же номинала КПД асинхронного двигателя меньше, чем у синхронного двигателя того же номинала.
Синхронный двигатель может работать в широком диапазоне коэффициентов мощности, как с опережением, так и с отставанием. Асинхронный двигатель работает только с отстающим коэффициентом мощности.
Коэффициент мощности синхронного двигателя можно изменить, изменив его возбуждение. Коэффициент мощности асинхронного двигателя не регулируется. Он становится очень плохим (отстающим) при высоких нагрузках.
Отсутствие относительного движения между вращающимся магнитным полем статора (RMF) а ротор необходим для работы синхронного двигателя. Для работы асинхронного двигателя должен быть относительный движение между RMF статора и ротором.
Для того же номинала синхронный двигатель дороже, чем асинхронный мотор. Асинхронный двигатель дешевле синхронного.
Синхронный двигатель имеет сложную конструкцию. Асинхронный двигатель имеет более простую конструкцию, чем синхронный двигатель.
Синхронный двигатель имеет более высокий пусковой момент по сравнению с асинхронным двигателем. Асинхронный двигатель имеет меньший пусковой момент.
Синхронные двигатели экономичны при скоростях ниже 300 об/мин. Асинхронные двигатели экономичны при скорости выше 600 об/мин.
Синхронные двигатели требуют возбуждения постоянного тока на роторе. Асинхронные двигатели не требуют возбуждения ротора.
Применение — Привод механических нагрузок с постоянной скоростью, коррекция коэффициента мощности электрических систем и т. д. Применение — Асинхронные двигатели используются только для привода механических нагрузок.

16 Основное различие между синхронными и асинхронными двигателями

В этом посте мы изучаем разницу между двумя типами двигателей переменного тока (AC).Эти два двигателя переменного тока-

  • Синхронный двигатель и
  • Асинхронный двигатель.

Если вы готовитесь к экзамену, вивату или собеседованию, вам будут задавать вопросы: синхронные и асинхронные двигатели. Это очень важные темы в электротехнике.

Много раз вас будут просить сравнить эти два типа двигателей.

Здесь я сравниваю синхронный двигатель и асинхронный двигатель с их характеристиками, функциями, приложениями и примерами.

Примечание. Асинхронный двигатель называется «Асинхронный двигатель ».

Разница между синхронными и асинхронными двигателями

Давайте изучим сравнение обоих двигателей переменного тока в табличной форме.

# синхронный двигатель Мотор индукции
01
01 Определение
[Что такое синхронный и индукционные моторы]
Электромагнитный мотор, который преобразует электрическую энергию в механическую работу с постоянной скоростью, называется синхронным двигателем. Электромагнитный двигатель, который преобразует электрическую энергию в механическую работу с переменной скоростью, называется «асинхронным двигателем».
02 Двигатель  Скорость Синхронный двигатель работает на синхронной скорости. Асинхронный двигатель работает на асинхронной скорости.
03 Принцип Синхронный двигатель работает по принципу «Магнитной блокировки». Асинхронный двигатель работает по принципу «электромагнитной индукции».
04 Начальное положение Это двигатель без автоматического запуска. Самозапуск двигателя. (особенно трехфазный асинхронный двигатель)
05 Подключенное питание  
(переменный и постоянный ток)
Состоит из двух основных частей — статора и ротора.

Статор подключается к трехфазному источнику переменного тока, а ротор подключается к источнику постоянного тока соответственно.

Аналогично, он также состоит из двух основных частей — статора и ротора.

Единственный статор подключается к трехфазной сети переменного тока.

06 Система возбуждения (источник постоянного тока для ротора) Синхронному двигателю требуется система возбуждения постоянного тока (или первичный двигатель) для запуска двигателя (т. е. для вращения ротора). Асинхронный двигатель не требует системы возбуждения для запуска двигателя.
07 Конструкция Конструкция синхронного двигателя очень сложна. Конструкция асинхронного двигателя относительно проста.
08 Относительное движение Для синхронного двигателя относительное движение между статором и ротором не требуется. Для асинхронного двигателя требуется относительное движение между статором и ротором.
09 Скольжение
(магнитное поле в зависимости от скорости вращения ротора)
В синхронном двигателе происходит нулевое скольжение (S=0). Различное скольжение происходит в асинхронном двигателе.
10 Скорость двигателя
(в об/мин)
Работает в диапазоне от 150 до 1800 об/мин . синхрон скорости. Работает со скоростью менее 1500 об/мин. синхронная скорость.
11 Коэффициент мощности Имеет единичный, отстающий или опережающий коэффициент мощности.
В основном работает на единичном коэффициенте мощности.
Имеет только отстающий коэффициент мощности.
12 КПД  
(Отношение выходной и входной мощности)
Синхронный двигатель имеет больший КПД благодаря единичному или ведущему коэффициенту мощности. Асинхронный двигатель менее эффективен, чем синхронный двигатель.
13 Применение Используется для коррекции коэффициента мощности, обслуживания нагрузки с постоянной скоростью, регулирования напряжения линии передачи и т. д. В основном используется в промышленности.
14 Стоимость Этот двигатель дороже, чем асинхронный двигатель. Этот двигатель дешевле синхронного двигателя.
15 Техническое обслуживание Требуется максимальное техническое обслуживание. Требуется минимальное обслуживание.
16 Пример Вентилятор, нагнетающий вентилятор, осушитель являются примером синхронного двигателя. Конвейерная лента, прокатный стан, смеситель, измельчитель являются примерами асинхронного двигателя.

Это все о разнице между синхронными и асинхронными двигателями. Также рассмотрены преимущества и недостатки этих двух двигателей переменного тока.

Надеюсь, это поможет вам при подготовке к экзамену или собеседованию. Если у вас есть какие-либо вопросы, напишите мне сообщение в разделе комментариев ниже.

Связанные сравнения:

Спасибо за прочтение!

Я получил степень магистра по системе электроснабжения.Я работаю и пишу технические руководства по ПЛК, программированию MATLAB и электротехнике на портале DipsLab.com.

Мне очень приятно делиться своими знаниями в этом блоге. И иногда я углубляюсь в программирование на Python.

12 основных различий между асинхронным двигателем и синхронным двигателем

Двигатель переменного тока — это просто электромеханическая схема, которая преобразует электрическую энергию в механическую. Эта механическая энергия используется либо в промышленных, либо в бытовых целях.По принципу действия двигатели переменного тока можно разделить на два типа. т. е. асинхронные и синхронные двигатели. Если эти названия вам незнакомы, не беспокойтесь и продолжайте читать эту статью, чтобы узнать разницу между асинхронным и синхронным двигателем.

Ключевые различия между асинхронным двигателем и синхронным двигателем

В таблице ниже приведены краткие различия между асинхронным двигателем и синхронным двигателем.

СИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ИНДУКЦИОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ
Это машина с двойным возбуждением. Это машина с однократным возбуждением.
Для запуска синхронного двигателя необходимы источники переменного и постоянного тока. Для запуска асинхронного двигателя достаточно только источника переменного тока.
Статор двигателя питается от источника переменного тока, а ротор питается от источника постоянного тока. Здесь только статор питается от сети переменного тока.
Двигатель всегда работает на синхронной скорости. Двигатель всегда работает со скоростью ниже синхронной.
Работает по принципу магнитного замка. Работает по принципу электромагнитной индукции.
Скорость двигателя не зависит от нагрузки. Скорость двигателя зависит от нагрузки. По мере увеличения нагрузки скорость двигателя уменьшается.
Самозапуск невозможен. Самозапускающийся двигатель.
Для работы двигателя не требуется относительного движения между статором и ротором. Для работы двигателя необходимо относительное движение статора и ротора.
Синхронный двигатель может работать с единичным, отстающим и опережающим коэффициентом мощности. Асинхронный двигатель работает только с отстающим коэффициентом мощности.
Синхронный двигатель также может использоваться для компенсации коэффициента мощности помимо питания механических нагрузок. Асинхронный двигатель используется только для привода механических нагрузок.
При той же мощности и номинальном напряжении синхронный двигатель более эффективен. Его КПД меньше по сравнению с синхронным двигателем при той же мощности и номинальном напряжении.
При одинаковых характеристиках синхронный двигатель дороже асинхронного двигателя. Асинхронный двигатель дешевле синхронного.

Давайте узнаем об обоих этих двигателях, начиная с некоторых основных терминов двигателей переменного тока.

Основные термины двигателей переменного тока

  • Статор: Статор — это неподвижная часть машины.Он обеспечивает механическую поддержку, а также защищает двигатель от внешней среды. Обмотки на его внутренней периферии создают вращающееся магнитное поле при подаче на них питания переменного тока.
  • Ротор: Ротор — это вращающаяся часть двигателя. Это важная часть, где происходит электромеханическое преобразование энергии.
  • Синхронная скорость: Это скорость, с которой вращается магнитное поле статора. Синхронная скорость всегда остается постоянной.Это зависит только от частоты питания переменного тока и количества полюсов статора. Используя простую формулу, мы можем определить синхронную скорость (N) двигателя. Если мы обозначим частоту питания через (f) и полюса статора через (p), то синхронная скорость (N) составит N = (120*f)/p . Теперь, если двигатель имеет четыре полюса и частота входящего переменного тока составляет 50 Гц, то подстановка этих значений в приведенную выше формулу N = (120 * 50)/4 дает 1500. Таким образом, синхронная скорость этого двигателя составляет 1500 об/мин.

**Если вы хотите узнать, как работает двигатель переменного тока, прочтите подробную статью здесь Работа двигателя переменного тока.

Итак, давайте начнем обсуждение двигателей переменного тока с синхронным двигателем.

Синхронный двигатель

Статор синхронного двигателя

Двигатель, ротор которого вращается с синхронной скоростью, называется синхронным двигателем. Так, в синхронных двигателях и вращающееся магнитное поле, и ротор вращаются с синхронной скоростью. Даже изменение механической нагрузки, подключенной к этому двигателю, не изменяет скорость двигателя. Другими словами, скорость двигателя всегда остается постоянной.Но, теперь возникает вопрос, как это происходит?

Ротор синхронного двигателя

Возбуждение синхронного двигателя

Обмотка якоря покрывает всю внутреннюю периферию статора, а ротор содержит обмотку возбуждения. Для работы с постоянной скоростью этому двигателю требуется два источника питания: источник переменного тока для питания обмотки якоря и источник постоянного тока для возбуждения обмотки возбуждения. Следовательно, он также известен как машина с двойным возбуждением.

Двойное возбуждение синхронного двигателя

Работа синхронного двигателя

Синхронный двигатель работает по принципу магнитного притяжения.Как только статор получает питание переменного тока, в воздушном зазоре двигателя возникает вращающееся магнитное поле. Возбуждение ротора источником постоянного тока создает электромагнит с фиксированной полярностью, как показано на рисунке.

Формирование фиксированных полюсов в роторе

Теперь рассмотрим момент, когда северный полюс вращающегося магнитного поля пересекает южный полюс электромагнита, как показано на рисунке.

В отличие от полюсов статора и ротора близко друг к другу

Итак, между разноименными полюсами статора и ротора возникает сила притяжения.Теперь, когда магнитное поле статора вращается с синхронной скоростью, оно будет тянуть за собой полюса ротора.

Движение ротора в направлении вращающегося магнитного поля

В результате ротор начинает вращаться синхронно с вращающимся магнитным полем. И, следовательно, ротор всегда работает с синхронной скоростью.

Приложения

  • Заводы, электростанции и подстанции требуют синхронного двигателя для улучшения коэффициента мощности.
  • Используются для регулирования уровня напряжения на концах линий электропередачи.
  • Синхронные двигатели идеально подходят для нагрузок с постоянной скоростью. Сюда входят вентиляторы, воздуходувки, компрессоры, поршневые насосы, резиновые и бумажные фабрики.

Асинхронный двигатель

Статор асинхронного двигателя

Ротор асинхронного двигателя вращается со скоростью, отличной от синхронной. Другими словами, существует относительное движение между вращающимся магнитным полем и ротором. Вот почему этот двигатель также известен как асинхронный двигатель. Скорость асинхронного двигателя уменьшается по мере увеличения механической нагрузки на него.Итак, в чем основное различие между асинхронным двигателем и синхронным двигателем?

Ротор асинхронного двигателя

**Изображение предоставлено Википедией

Возбуждение асинхронного двигателя

Статор содержит пазы для равномерно распределенной обмотки возбуждения асинхронного двигателя, а ротор несет обмотку якоря. Разница между возбуждением асинхронного двигателя и синхронного двигателя заключается в том, что асинхронный двигатель представляет собой машину с однократным возбуждением.Это означает, что для его работы достаточно одного источника.

Работа асинхронного двигателя

Когда статор получает питание переменного тока, асинхронный двигатель также создает вращающееся магнитное поле в воздушном зазоре двигателя. При вращении эти силовые линии магнитного поля взаимодействуют с проводниками ротора, как показано на рисунке.

Взаимодействие вращающегося магнитного поля с проводником ротора

Согласно закону Фарадея скорость изменения магнитного поля индуцирует напряжение в этих проводниках.Когда проводники ротора образуют замкнутый путь, цепь замыкается, и в проводнике ротора начинает течь ток.
По закону Лоренца на проводник действует сила, как показано на рисунке.

Направление силы на проводнике ротора

Генерируемая сила действует ортогонально как направлению магнитного поля, так и направлению тока. Это заставляет ротор двигаться с вращающимся магнитным полем.

Движение ротора в направлении вращающегося магнитного поля

В асинхронном двигателе ротор вращается с меньшей скоростью по сравнению с синхронной скоростью.т. е. всегда существует относительное движение между вращающимся магнитным полем и ротором.

Приложения

  • Асинхронные двигатели идеально подходят для приложений с высоким крутящим моментом.
  • Асинхронный двигатель эффективен в работе бытовых приборов, а именно, насосов, небольших вентиляторов, миксеров, игрушек, сверлильных станков и т. д.
  • Асинхронные двигатели удовлетворяют почти более 90% требований промышленной механической мощности.

Читать похожие статьи:

| Двигатель постоянного тока Принцип работы, конструкция и объяснение схемы

| Генератор постоянного тока Принцип работы, конструкция и объяснение схемы

Разница между асинхронным двигателем и синхронным двигателем

В этой статье рассматриваются основные различия между асинхронным двигателем и синхронным двигателем на основе нескольких важных факторов, таких как конструкция, пусковой механизм, возбуждение, регулирование скорости, коэффициент мощности, изменение нагрузки, стоимость, Скольжение, эффективность и приложения.

Асинхронный двигатель является наиболее распространенным типом двигателя переменного тока. Он относительно недорог в строительстве, очень прочен и требует минимального обслуживания. Однофазные асинхронные двигатели используются в жилых и коммерческих целях, но промышленность полагается на трехфазные асинхронные двигатели из-за их плавной работы и более высокой эффективности.

Синхронный двигатель преобразует электрическую энергию в механическую. Синхронный двигатель обеспечивает крутящий момент и мощность, когда он работает на синхронной скорости.Это настоящий двигатель с постоянной скоростью при условии, что электрическая частота постоянна. Недостатком синхронной скорости является то, что для нее требуется система возбуждения, которая увеличивает первоначальные и периодические затраты на двигатель.

9
Характеристики синхронный мотор Индукционный мотор
Строительство Строительство Строительство Конструкция Конструкция Строительство проще, особенно в случае дизайна ротора клетки .
Пусковой механизм Пусковой механизм необходим для первоначального вращения ротора, близкого к синхронной скорости. Пусковой механизм не требуется.
Возбуждение Для возбуждения ротора требуется отдельный источник постоянного тока. Ротор возбуждается ЭДС индукции, поэтому отдельный источник не требуется.
Контроль скорости Контроль скорости невозможен. Управление скоростью возможно различными способами.
Скорость в зависимости от нагрузки При увеличении нагрузки угол нагрузки увеличивается, скорость поддерживается постоянной. (независимо от изменения нагрузки) При увеличении нагрузки скорость продолжает снижаться. (зависит от изменения нагрузки)
Коэффициент мощности Путем изменения возбуждения можно регулировать коэффициент мощности двигателя. (отстающий/опережающий) Всегда работает с отстающим коэффициентом мощности.
Повышение коэффициента мощности Может использоваться в качестве синхронного конденсатора для повышения коэффициента мощности. Не может использоваться в качестве синхронного конденсатора.
Изменение нагрузки Двигатель чувствителен к внезапным изменениям нагрузки и результатам рывков. Феномен охоты отсутствует.
Стоимость Двигатель дорог и требует частого обслуживания Двигатель дешев, особенно ротор в клетке, и требует меньше обслуживания.
Скольжение Ноль 0
Эффективность Они более эффективны. Они менее эффективны.
Применение Используются в синхронных часах, прецизионных сервомеханизмах и магнитофонах.

Трехфазные асинхронные двигатели широко используются в различных отраслях промышленности, тогда как однофазные асинхронные двигатели используются в различных бытовых приборах.

Разница между синхронным и асинхронным двигателем

Ключевое отличие: Синхронные двигатели и асинхронные двигатели являются наиболее широко используемыми типами двигателей переменного тока. В синхронном электродвигателе вращение вала синхронизировано с частотой питающего тока. Асинхронный двигатель представляет собой электродвигатель переменного тока, в котором электрический ток в роторе создается за счет электромагнитной индукции от магнитного поля обмотки статора.

 Синхронные и асинхронные двигатели представляют собой два разных типа электродвигателей переменного тока. Электродвигатели переменного тока представляют собой электродвигатели, приводимые в движение переменным током (AC). Двигатель переменного тока обычно состоит из двух основных частей: внешнего неподвижного статора и внутреннего ротора. Синхронные двигатели и асинхронные двигатели являются наиболее широко используемыми типами двигателей переменного тока.

Внешний неподвижный статор имеет катушки, на которые подается переменный ток. Это создает вращающееся магнитное поле.Внутренний ротор прикреплен к выходному валу, который создает второе вращающееся магнитное поле. Магнитное поле ротора может создаваться постоянными магнитами, сопротивлением магнитного поля или электрическими обмотками постоянного или переменного тока.

В синхронном электродвигателе вращение вала синхронизировано с частотой питающего тока. Период вращения точно равен целому числу циклов переменного тока. Синхронные двигатели содержат многофазные электромагниты переменного тока на статоре двигателя.Эти электромагниты создают магнитное поле, которое вращается в такт колебаниям линейного тока. С другой стороны, ротор с постоянными магнитами или электромагнитами вращается в соответствии с полем статора с той же скоростью. Это обеспечивает второе синхронизированное вращающееся магнитное поле.

Асинхронный двигатель представляет собой электродвигатель переменного тока, в котором электрический ток в роторе создается за счет электромагнитной индукции от магнитного поля обмотки статора. Асинхронный двигатель также известен как асинхронный двигатель.Ротор в асинхронном двигателе может быть как с обмоткой, так и с короткозамкнутым ротором.

В отличие от больших синхронных двигателей, асинхронный двигатель не требует механической коммутации, раздельного возбуждения или самовозбуждения для передачи энергии от статора к ротору.

Основное различие между синхронными и асинхронными двигателями заключается в том, что синхронный двигатель вращается точно синхронно с частотой сети. Кроме того, синхронный двигатель не зависит от индукции тока для создания магнитного поля ротора.Асинхронный двигатель, с другой стороны, требует «скольжения», чтобы индуцировать ток в обмотке ротора, что означает, что ротор должен вращаться немного медленнее, чем чередование переменного тока.

Сравнение синхронного и асинхронного двигателя:

 

Синхронный двигатель

Асинхронный двигатель

Описание

Синхронный электродвигатель представляет собой двигатель переменного тока, в котором в установившемся режиме вращение вала синхронизировано с частотой питающего тока.

Асинхронный или асинхронный двигатель представляет собой электродвигатель переменного тока, в котором электрический ток в роторе, необходимый для создания крутящего момента, получается за счет электромагнитной индукции из магнитного поля обмотки статора.

Содержат

Многофазные электромагниты переменного тока на статоре двигателя

 

Синхронная скорость

Работать при об/мин=120f/p

Работа на скорости ниже синхронной (об/мин=120f/p – скольжение)

Возбуждение постоянным током

Синхронные двигатели требуют подачи возбуждения постоянного тока на обмотки ротора

Асинхронные двигатели не требуют подачи возбуждения постоянного тока на обмотки ротора

Источник питания постоянного тока

Синхронным двигателям требуется источник питания постоянного тока для возбуждения ротора.

Асинхронным двигателям не требуется источник питания постоянного тока для возбуждения ротора.

Возбуждение ротора

Для синхронных двигателей требуются контактные кольца и щетки для обеспечения возбуждения ротора.

Асинхронные двигатели не требуют контактных колец, но некоторые асинхронные двигатели имеют их для плавного пуска или регулирования скорости.

Обмотки ротора

Для синхронных двигателей требуются обмотки ротора

Асинхронные двигатели чаще всего имеют токопроводящие стержни в роторе, которые закорочены на концах, образуя «беличью клетку».

Пусковой механизм

Синхронным двигателям требуется пусковой механизм в дополнение к режиму работы, который действует, когда они достигают синхронной скорости.

Трехфазные асинхронные двигатели можно запустить, просто подав питание, но для однофазных двигателей требуется дополнительная пусковая цепь.

Коэффициент мощности

Коэффициент мощности синхронного двигателя можно отрегулировать так, чтобы он был отстающим, единичным или опережающим.

Асинхронные двигатели всегда должны работать с отстающим коэффициентом мощности.

Эффективность

Синхронные двигатели, как правило, более эффективны, чем асинхронные двигатели.

Асинхронные двигатели обычно менее эффективны, чем синхронные двигатели.

Слип

Синхронные двигатели могут быть сконструированы с постоянными магнитами в роторе, исключая контактные кольца, обмотки ротора, систему возбуждения постоянного тока и возможность регулировки коэффициента мощности.

Асинхронные двигатели содержат проскальзывание.

Размер

Синхронные двигатели обычно изготавливаются только мощностью более 1000 л.с. (750 кВт) из-за их стоимости и сложности. Однако синхронные двигатели с постоянными магнитами и постоянные синхронные двигатели с электронным управлением, называемые бесщеточными двигателями постоянного тока, доступны в меньших размерах.

Асинхронные двигатели меньшего размера обычно используются в быту.

Используется в

Применения синхронизации, такие как синхронные часы, таймеры в бытовой технике, магнитофоны и прецизионные сервомеханизмы

Трехфазные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором широко используются в промышленных приводах, поскольку они прочны, надежны и экономичны. Однофазные асинхронные двигатели широко используются для небольших нагрузок, таких как бытовые приборы, такие как вентиляторы.

Разница между асинхронным двигателем и синхронным двигателем

Основное отличие — асинхронный двигатель по сравнению с асинхронным двигателем.Синхронный двигатель

Асинхронные двигатели и синхронные двигатели — это два разных типа двигателей переменного тока. Они оба содержат статор, который создает вращающееся магнитное поле, и ротор, который вращается в ответ на это. Основное различие между асинхронным двигателем и синхронным двигателем заключается в том, что в синхронных двигателях роторы вращаются с той же скоростью, с которой вращается магнитное поле , тогда как роторы асинхронных двигателей вращаются с меньшей скоростью, чем у вращающееся магнитное поле .

Что такое синхронный двигатель

Синхронный двигатель состоит из статора (неподвижная часть), который имеет обмотки, питающиеся от 3-х фазного переменного источника питания. Обмотки подключены к источнику питания таким образом, что при изменении фаз переменного тока вокруг статора образуется вращающееся магнитное поле. Ротор (вращающаяся часть) синхронного двигателя питается постоянным током, так что он образует электромагнит, магнитное поле которого не меняется со временем.Когда двигатель работает, магнитное поле ротора взаимодействует с вращающимся магнитным полем статора, а сам ротор вращается так, что его магнитные полюса «заперты» с притягивающим магнитным полюсом в статоре.

Однако вначале магнитное поле, создаваемое статором, вращается так быстро, что ротор не успевает за вращением из-за собственной инерции. Другими словами, синхронные двигатели не являются самозапускающимися . Чтобы решить эту проблему, можно использовать короткозамкнутые роторы .Когда эти роторы помещаются во вращающееся магнитное поле, в конструкции с короткозамкнутым ротором индуцируются токи. Эти токи создают собственное магнитное поле, которое взаимодействует с вращающимся магнитным полем , заставляя клетку испытывать силу. В результате «беличья клетка» тоже начинает вращаться. Поскольку ротор прикреплен к беличьей клетке, ротор также начинает вращаться. Когда ротор начинает вращаться со скоростью, близкой к скорости вращения магнитного поля, включается постоянный ток на статоре.Теперь ротор движется со скоростью, достаточной для того, чтобы его магнитное поле синхронизировалось с магнитным полем статора. Как только они заблокированы, ротор может продолжать вращаться вместе с вращающимся магнитным полем.

Другой способ заставить ротор вращаться со скоростью, близкой к скорости магнитного поля, — подключить ротор к внешнему двигателю. Еще раз, когда ротор достигает достаточно близкой скорости, его ток включается, так что его магнитное поле может синхронизироваться с вращающимся магнитным полем статора.

Ротор в синхронном двигателе вращается с той же скоростью, что и скорость вращающегося магнитного поля, поэтому двигатель называется синхронным . Число оборотов, которое магнитное поле вращает в минуту, называется синхронной скоростью () и определяется через частоту переменного тока и число полюсов статора, подключенного к одной из трех фаз, формулой :

Видео ниже дает хорошее объяснение того, как работает синхронный двигатель.

Что такое асинхронный двигатель

Настройка асинхронного двигателя в чем-то похожа на настройку синхронного двигателя. Как и синхронные двигатели, асинхронные двигатели также состоят из набора обмоток статора, которые подключены к 3-фазному источнику переменного тока. Как мы упоминали ранее, это создаст вращающееся магнитное поле.

Ротор асинхронного двигателя имеет короткозамкнутый ротор. Как упоминалось ранее, когда ротор с короткозамкнутым ротором помещается во вращающееся магнитное поле, он создает ток через клетку.Ток создает собственное магнитное поле, которое, в свою очередь, взаимодействует с вращающимся магнитным полем. В результате короткозамкнутый ротор также начинает вращаться.

Асинхронные двигатели

В отличие от синхронного двигателя, ротор асинхронного двигателя вращается с меньшей скоростью, чем скорость, с которой вращается магнитное поле. Это связано с тем, что если бы ротор вращался с той же скоростью, что и магнитное поле, магнитный поток через ротор перестал бы изменяться , и, таким образом, согласно закону Фарадея, внутри ротора больше не было бы тока.Поэтому, когда ротор начнет вращаться со скоростью, близкой к скорости вращения магнитного поля, сила на нем уменьшится, и он начнет тормозиться. Когда он начнет замедляться, магнитный поток через него изменится с большей скоростью, поэтому теперь он будет испытывать большую силу. Таким образом, ротор никогда не останавливается, но и никогда не достигает скорости вращающегося магнитного поля. По этой причине асинхронные двигатели называются асинхронными двигателями типа .

Разница между скоростью вращения ротора и скоростью вращающегося магнитного поля называется скольжением . Величина скольжения больше, когда к ротору подключена большая нагрузка. Видео ниже дает объяснение того, как работает асинхронный двигатель.

Разница между асинхронным двигателем и синхронным двигателем

Скорость ротора

Роторы синхронного двигателя вращаются с той же скоростью, с которой вращается магнитное поле, образованное статором.

Ротор асинхронного двигателя вращается медленнее по сравнению с магнитными полями, создаваемыми статорами.

Самозапуск

Синхронные двигатели не запускаются самостоятельно.

Асинхронные двигатели запускаются автоматически.

Текущее требование

Синхронным двигателям требуется постоянный ток для создания статического магнитного поля на роторе. Обычно это производится от переменного тока с использованием токосъемных колец и щеток.

Асинхронные двигатели не требуют подачи постоянного тока на ротор.

 

Изображение предоставлено:

«Трехфазные асинхронные двигатели (соединение треугольником)…» от  Zureks (собственная работа) [CC BY-SA 3.0], через Wikimedia Commons

Разница между синхронным двигателем и асинхронным двигателем

Разница между синхронным двигателем и асинхронным двигателем:

Здесь мы увидим основное различие между синхронным двигателем и асинхронным двигателем.Синхронные двигатели вращаются со скоростью вращающегося магнитного поля, скорость постоянна, имеет только одну скорость, что означает, что скорость двигателя всегда синхронизирована с частотой питания.

Асинхронный двигатель работает по принципу вращающегося трансформатора; магнитный поток ротора всегда пытается поймать магнитное поле статора. Так как скорость асинхронного двигателя меньше синхронной скорости двигателя. Синхронная скорость двигателя Ns=120f/P

    1. Для данной частоты синхронный двигатель работает с постоянной скоростью (синхронная скорость), скорость двигателя не зависит от нагрузки двигателя.Везде, где скорость асинхронного двигателя уменьшается по мере увеличения нагрузки двигателя. Принцип асинхронного двигателя заключается в том, чтобы поймать синхронную скорость двигателя; вращающееся магнитное поле пытается поймать свою первоначальную синхронную скорость.
    2. Коэффициент мощности двигателя: Синхронный двигатель может работать как с опережающим, так и с отстающим коэффициентом мощности в зависимости от его возбуждения, но асинхронный двигатель не может работать с опережающим коэффициентом мощности, асинхронный двигатель работает с отстающим коэффициентом мощности.
    3. Синхронные двигатели — это двигатели с двойным возбуждением, что означает, что им нужны две обмотки и два отдельных возбуждения, в то время как асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором имеют только одну обмотку.Но асинхронные двигатели с контактными кольцами имеют двойную обмотку, которая имеет витой ротор для увеличения сопротивления обмотки ротора, однако для этих двигателей не требуется отдельная система возбуждения, как для асинхронного двигателя. Приложенного к статору напряжения достаточно для запуска двигателя.
    4. Синхронный двигатель может работать как генератор для подачи электроэнергии, но асинхронный двигатель никогда не производит электричество, он потребляет электричество.
    5. Синхронные двигатели не являются самозапускающимися двигателями, в то время как асинхронные двигатели являются самозапускающимися двигателями, для этого не требуется отдельного стартового оборудования.
    6. Синхронные двигатели имеют более высокий КПД, чем асинхронные двигатели
    7. Синхронные двигатели дороже, почти 25% стоимости двигателей приходится на обмотки ротора, а асинхронные двигатели дешевле
    8. Используется в приложениях с постоянной скоростью; скорость асинхронного двигателя может быть переменной.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.