Чем отличается синхронный двигатель от асинхронного: описание разницы для чайников
Чтобы механические установки на производстве функционировали эффективно, важно приобрести подходящий двигатель. В основе устройства, преобразующего электрическую энергию в механическую, два элемента: статор – фиксированный, ротор – совершающий вращательные движения. Асинхронные устройства более распространенные, но это не значит, что синхронные хуже. Чтобы выбрать прибор, нужно знать, чем отличается синхронный тип двигателя от асинхронного.
Содержание
Чем отличается синхронный двигатель от асинхронного
Если просто посмотреть на оба типа двигателя, разницу между ними заметить сложно. Единственное визуальное отличие асинхронного устройства – большее количество ребер в системе охлаждения. А различаются электродвигатели схемой роторов.
Краткая история создания
Первым ученым, сумевшим перевести электричество в энергию вращения, был в 1821 году англичанин Майкл Фарадей.
Через год физик Питер Барлоу создал униполярный двигатель – устройство, так и не примененное на практике, но позволившее понять, как заряженный проводник ведет себя в магнитном поле.
С самого начала создания электродвигателей изобретатели старались сделать устройство не с круговым, а с возвратно-поступательным движением внутри магнитного поля. Автором первого настоящего электродвигателя стал русский физик Борис Якоби. В 1834 году ученый создал работающее устройство, основанное на вращении якоря в магнитном поле.
Никола Тесла и Галилео Феррарис разработали технологию вращающегося поля. В 1870-ом появился асинхронный двигатель. Еще Тесла изобрел бесколлекторный тип двигателя, разработал схемы электростанций, работающих на 2-фазных электродвигателях переменного тока. В 1888 году был выпущен 3-фазный двигатель, разработанный немецким инженером Михаилом Доливо-Добровольским. Этот ученый исследовал разные виды соединений фаз и эффективность применения напряжения тока разной величины, разработал 3-фазные трансформаторы.
Конструктивные особенности
Асинхронные и синхронные двигатели внешне почти аналогичны. Основа обоих устройств – составленный из катушек статор и двигающийся ротор. Катушки лежат в пазах из стальных пластин сердечника. Они располагаются друг против друга под углом 120 °. Такая конструкция обеспечивает вращение магнитного поля при прохождении тока, которое заставляет двигаться ротор.
В конструкции ротора заключается основная разница, ею определяется быстрота вращения. Синхронный ротор – постоянный магнит. Он создает стабильное поле, связанное с вращающимся полем статора. В асинхронном устройстве в роторных пазах находятся короткозамкнутые пластины. Существуют также фазные роторы с кольцеобразными контактами, они замыкаются после раскручивания.
Частота оборотов ротора соотносится с периодичностью вращения статорного магнитного поля неодинаково. Значение, равное для синхронного устройства, неравное для асинхронного. Во втором случае ротор постоянно тормозит относительно вращательной скорости статорного поля, причем торможение соответствует значению скольжения.
Принцип работы двигателя
В асинхронном двигателе линии статорного магнитного поля, проходя по замкнутому роторному контуру, производят электрическую движущую силу. То есть формируют свое поле. Взаимодействующие поля с равной полярностью создают вращающий момент ротора. Когда вращательные скорости магнитных полей выравниваются, в роторе прекращается формирование движущей силы. Итогом становится устремление вращающего момента к нулю. Когда частота движения ротора начинает тормозить относительно интенсивности вращения статорного поля, электрическая движущая сила снова вырабатывается.
Мнение эксперта
Карнаух Екатерина Владимировна
Закончила Национальный университет кораблестроения, специальность «Экономика предприятия»
В синхронном двигателе, когда ротор раскрутится до частоты вращения статорного поля, на полюсные катушки по щеточно-коммуникационному углу идет постоянное напряжение. Оно формирует в них стабильное магнитное поле. Из-за взаимного притяжения магнитных полюсов ротор вращается с синхронной частотой.
Раскручиваться ротор может посредством дополнительного двигателя либо асинхронно при короткозамкнутом типе обмотки.
Сфера использования
Стабильная частота вращения обеспечивает широкое применение синхронного электродвигателя. Он становится:
- источником сохранения напряжения в энергетике, стабилизации сети в аварийных случаях;
- вращательным элементом сильных вентиляторов, компрессорных установок;
- функциональной частью генераторов на электростанциях;
- источником стабильной работы насосов;
- движущим механизмом машиностроительных агрегатов.
Асинхронный двигатель – преимущественно бытовая машина, благодаря простой конструкции и эксплуатационным характеристикам. Для производственных целей используют 3-фазные электродвигатели. Асинхронные устройства ставят в:
- бытовые и производственные вентиляторы, вытяжную и насосную технику;
- стиральные машины;
- автоматические задвижки;
- садовую и строительную технику;
- столярные станки;
- электрический транспорт, лифты.
Реактивная мощность
Реактивная мощность негативно влияет на энергетическую систему. Значительное количество неактивного тока провоцирует возрастание расхода энергии, падение напряжения. А еще реактивность повышает нагрузку на линию электропередачи, в итоге приходится увеличивать сечение проводки. Поэтому специалисты по энергетике стараются компенсировать реактивную мощность.
Синхронный двигатель производит и сразу же расходует реактивную мощность. Ее значение определяется током в обмотке. В режиме полной нагрузки синхронное устройство не забирает мощность из сети, ток в обмотке статора предельно низкий.
Асинхронные двигатели – активные поглотители реактивной мощности. Они забирают до 40 % неактивного тока.
Стоимость
Асинхронные двигатели обходятся дешевле благодаря упрощенной конструкции. Поэтому и применяются более широко.
Плюсы и минусы двигателей
Рассмотрим преимущества и недостатки обоих типов двигателей, чтобы проще было сделать выбор.
| Электродвигатель | Плюсы | Минусы |
| синхронный | высокая мощность; невосприимчивость к колебаниям напряжения в сети; независимость частоты вращения от нагрузки; значительный КПД | необходим вспомогательный источник поступления постоянного тока; невозможность использования при частых запусках и остановках; сложный пуск ротора |
| асинхронный | длительный эксплуатационный срок; стабильная работа при частых включениях и выключениях; универсальность эксплуатации; невысокая стоимость; функциональность без применения преобразователей | слабый пусковой момент; значительная величина пускового тока; проблематичная регулировка скорости; чувствительность к скачкам напряжения; изменение скорости вращения при повышении нагрузки |
Какой агрегат лучше?
Говорить, какой электродвигатель лучше, некорректно. Каждый подходит для определенных условий.
Синхронные устройства менее распространены, считаются промышленными, так как использовать их сложнее.
Они требуют наличия вспомогательного источника тока и механизма, обеспечивающего пусковой момент. А еще синхронные электродвигатели быстрее изнашиваются, особенно быстро выходят из строя кольцеобразные контакты. Их высокая стоимость делает невыгодным использование в бытовых условиях. А вот в промышленности синхронные машины незаменимы, благодаря широкой вариативности коэффициента мощностей и стойкости к колебаниям напряжения.
Асинхронные двигатели более распространены. Они привлекательны простой конструкцией, эксплуатационным удобством, надежностью.
Сравнительная таблица
Сравним оба типа двигателя по основным параметрам.
| Синхронный | Асинхронный | |
| частота вращения ротора и магнитного поля | одинаковая | неодинаковая |
| конструкция | сложная | упрощенная |
| функциональная мощность | от 100 кВт | менее 100 кВт |
| чувствительность к скачкам напряжения | нет | да |
| работа при частых включениях и выключениях | нет | да |
| стоимость | высокая | относительно невысокая |
Итог – кратко простыми словами
Для чайников скажем просто: синхронные двигатели – для производства, асинхронные – для быта.
Вторые долговечные, при умеренной нагрузке служат долго, следить за их состоянием не нужно.
А вот синхронные устройства требуют контроля износа. Если не заменить истертые детали, двигатель выйдет из строя, а то еще хуже – станет причиной возгорания.
Чем отличается синхронный двигатель от асинхронного простыми словами?
Статьи › Чем отличается › Чем отличается синхронный двигатель от асинхронного?
Чем отличаются асинхронные двигатели от синхронных
В асинхронном электродвигателе ротору не требуется питание током. В синхронном деталь имеет обмотку возбуждения, обладающую независимым питанием. И в первом, и во втором случае статоры идентичны и выполняют единую функцию — производят вращающееся магнитное поле.
- В чем отличие синхронного двигателя от асинхронного?
- Чем отличается синхронный и асинхронный?
- Какой двигатель мощнее синхронный или асинхронный?
- В чем отличие асинхронного электродвигателя?
- Как понять асинхронный двигатель?
- Как определить асинхронный двигатель или нет?
- В чем преимущество асинхронного двигателя?
- Для чего нужен асинхронный двигатель?
- Для чего нужен синхронный двигатель?
- На чем работает асинхронный двигатель?
- Что входит в асинхронный двигатель?
- Чем принципиально синхронный электродвигатель отличается от асинхронного электродвигателя?
- Что такое синхронные двигатели?
- Что такое синхронный и асинхронный запрос?
- Что такое синхронный и асинхронный код?
- Как работает синхронный двигатель?
- Что означает слово асинхронный?
- Какой принцип работы синхронного двигателя?
- Чем отличается синхронный от асинхронного триггера?
- Что лучше синхронный или асинхронный генератор?
- Чем асинхронный ввод вывод отличается от синхронного?
В чем отличие синхронного двигателя от асинхронного?
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.
Чем отличается синхронный и асинхронный?
Применительно к электрогенераторам, синхронизация — это совмещение частоты вращения ротора и магнитного поля статора. Соответственно, если частота их вращения совпадает, такой генератор будет называться синхронным, а если нет, то асинхронным.
Какой двигатель мощнее синхронный или асинхронный?
Данные синхронные электрические машины показывают впечатляющие удельные силовые характеристики, которые в 5-10 раз превосходят традиционные «асинхронники», позволяя переходить от распространённых систем «асинхронный мотор с редуктором» на прямой (безредукторный) электропривод.
В чем отличие асинхронного электродвигателя?
Главное различие асинхронных и синхронных электродвигателей заключается в устройстве ротора, который представляет собой постоянный или электрический магнит, а если быть точнее — в принципе создания полюсов: при помощи индукции; при помощи катушек или постоянных магнитов.
Как понять асинхронный двигатель?
Асинхро́нный электродвигатель (также Асинхронная машина) — электрический двигатель переменного тока, частота вращения ротора которого не равна (в двигательном режиме меньше) частоте вращения магнитного поля, создаваемого током обмотки статора.
Как определить асинхронный двигатель или нет?
Самый простой способ определить количество оборотов трехфазного асинхронного электродвигателя — снять задний кожух и посмотреть обмотку статора.Определение оборотов вала:
- АИР 180 М2 — где 2 это 3000 оборотов.
- АИР 180 М4 — 4 это 1500 об.
- АИР 180 М6 — 6 обозначает частоту вращения 1000 об/мин.
В чем преимущество асинхронного двигателя?
Самым главным преимуществом асинхронного двигателя является то, что его конструкция довольно проста. По сравнению с электродвигателем постоянного тока, асинхронный электродвигатель не имеет щеток и поэтому требует минимального технического обслуживания.
Для чего нужен асинхронный двигатель?
Электродвигатель асинхронный с короткозамкнутым ротором позволяет значительно снизить энергопотребление оборудованием, которое он питает, обеспечить высокий уровень его надежности, увеличить срок службы. Совокупность этих характеристик, как правило, сразу положительно отражается на модернизации всего производства.
Для чего нужен синхронный двигатель?
Синхронный электродвигатель — это устройство, преобразующее электрическую энергию в механическую. Его также можно использовать в качестве генератора. Чаще всего он применяется в компрессорах, прокатных станках, поршневых насосах и другом подобном оборудовании.
На чем работает асинхронный двигатель?
В асинхронном двигателе для получения вращающегося поля используются обмотки статора. Магнитный поток, образованный ими, создает ЭДС в проводниках ротора. При взаимодействии магнитного поля статора и индуцируемого тока в обмотке ротора создается электромагнитная сила, приводящая во вращение вал электродвигателя.
Что входит в асинхронный двигатель?
Трехфазный асинхронный электродвигатель, как и любой электродвигатель, состоит из двух основных частей — статора и ротора. Статор — неподвижная часть, ротор — вращающаяся часть. Ротор размещается внутри статора. Между ротором и статором имеется небольшое расстояние, называемое воздушным зазором, обычно 0,5-2 мм.
Чем принципиально синхронный электродвигатель отличается от асинхронного электродвигателя?
Главное отличие синхронного от асинхронного двигателя заключается в устройстве ротора. Роторы синхронных двигателей представляют собой постоянные или электрические магниты. Постоянное магнитное поле, создаваемое ими, взаимодействует с вращающимся магнитным полем статора.
Что такое синхронные двигатели?
Синхронный двигатель Синхронный двигатель — бесколлекторная машина переменного тока, у которой в установившемся режиме отношение частоты вращения ротора к частоте тока в цепи, подключенной к обмотке якоря, не зависит от нагрузки в области допустимых нагрузок .
Что такое синхронный и асинхронный запрос?
Например, «асинхронный запрос» — это когда синхронно (т. е. одновременно) с ним может выполняться другой. А вот если синхронность в выполнении отсутствует, и запросы выполняются последовательно друг за другом, то их с какого-то бодуна называют «синхронными».
Что такое синхронный и асинхронный код?
В синхронном коде выполнение функций происходит в том же месте, где они были вызваны, и в тот момент, когда происходит вызов.
В асинхронном коде всё по-другому. Вызов функции не означает, что она отработает прямо здесь и сейчас.
Как работает синхронный двигатель?
Принцип работы синхронного двигателя основан на взаимодействии вращающегося магнитного поля статора и постоянного магнитного поля ротора. Магнитное поле ротора, взаимодействуя с синхронным переменным током обмоток статора, согласно закону Ампера, создает крутящий момент, заставляя ротор вращаться (подробнее).
Что означает слово асинхронный?
Асинхронность (Асинхронизм) (от греч. α — отрицание, συν — вместе, χρονος — время) — не совпадение с чем-либо во времени; неодномоментность, неодновременность, несинхронность — характеризует процессы, не совпадающие во времени.
Какой принцип работы синхронного двигателя?
Принцип действия синхронного двигателя основан на взаимодействии вращающегося магнитного поля якоря и магнитного поля полюсов индуктора. Обычно якорь расположен на статоре, а индуктор — на роторе.
Чем отличается синхронный от асинхронного триггера?
У асинхронных триггеров запись информации (переключение триггера) происходит под дейст- вием информационных сигналов.
Такие триггеры имеют только информацион- ные входы. У синхронных триггеров запись информации происходит под дей- ствием разрешающих сигналов синхронизации.
Что лучше синхронный или асинхронный генератор?
Делаем вывод, синхронные генераторы более устойчивы к перегрузкам, но они дороже за счет своего конструктивного исполнения. Асинхронные генераторы для дома дешевле из-за упрощенной конструкции, но менее устойчивы к пиковым нагрузкам.
Чем асинхронный ввод вывод отличается от синхронного?
В синхронном файле ввода-вывода поток запускает операцию ввода-вывода и немедленно переходит в состояние ожидания до завершения запроса ввода-вывода. Поток, выполняющий асинхронный ввод-вывод файлов, отправляет запрос ввода-вывода в ядро, вызывая соответствующую функцию.
Разница между синхронным и асинхронным двигателем
Синхронный и асинхронный двигатель
Синхронная скорость двигателя переменного тока представляет собой скорость вращения вращающегося магнитного поля, создаваемого статором.
Синхронная скорость всегда является целой долей частоты источника питания. Синхронная скорость (n s ) асинхронного двигателя в оборотах в минуту (об/мин) определяется выражением, где f — частота источника переменного тока, а p — число магнитных полюсов на фазу.
Например, обычный трехфазный двигатель имеет 6 магнитных полюсов, организованных в виде трех противоположных пар, расположенных под углом 120° друг к другу по периметру статора, каждый из которых питается от одной фазы источника. В этом случае p = 2, а для частоты сети 50 Гц (частота питающей сети) синхронная скорость составляет 3000 об/мин.
Скольжение (с) представляет собой изменение скорости вращения магнитного поля относительно ротора, деленное на абсолютную скорость вращения магнитного поля статора, и определяется по формуле, где n r – 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 вращающееся поле (поле статора) в машине.
Другими словами, двигатель не имеет «пробуксовки» в обычных условиях работы, т. е. s=0, и в результате создает 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 токосъемных колец, образуя электромагнит.
Ротор представляет собой сплошную цилиндрическую отливку из стали, в случае машины без возбуждения. В двигателях с постоянными магнитами постоянные магниты находятся в роторе. Синхронные двигатели должны быть ускорены с помощью пускового механизма, чтобы получить синхронную скорость. На синхронной скорости двигатель работает без изменения скорости вращения.
Существует три типа синхронных двигателей; это реактивные двигатели, двигатели с гистерезисом и двигатели с постоянными магнитами.
Скорость вращения синхронного 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 обмотки статора, так и на обмотки ротора. Конструкция синхронного двигателя позволяет повысить электрический КПД на низкой скорости, и требуется больший крутящий момент.
Подробнее об асинхронном двигателе
Если скольжение двигателя не равно нулю (), то двигатель называется асинхронным двигателем. Скорость вращения ротора отличается от скорости вращения поля статора. В асинхронных двигателях скольжение определяет создаваемый крутящий момент. Асинхронный двигатель является хорошим примером асинхронного двигателя, в котором основными компонентами являются короткозамкнутый ротор и статор. В отличие от синхронных двигателей, на ротор не подается электроэнергия.
Синхронный двигатель и асинхронный двигатель
- Ротор асинхронного и синхронного линейных двигателей различен, в синхронных двигателях ток подается на ротор, а на ротор асинхронного двигателя ток не подается.
- Скольжение асинхронного двигателя не равно нулю, и крутящий момент зависит от скольжения, тогда как у синхронных двигателей нет, т.е. скольжение (s) =0
- Синхронные двигатели имеют постоянную скорость вращения при различных нагрузках, но скорость вращения асинхронного двигателя изменяется в зависимости от нагрузки.
Разница между синхронными и асинхронными двигателями
Электродвигатель — это машина, которая преобразует электрическую энергию в механическую для выполнения механических операций. Есть два типа двигателей переменного тока; синхронные двигатели и асинхронные двигатели . Они оба имеют некоторые сходства, но очень разные по работе и производительности.
Как работают двигатели переменного тока?
Двигатель постоянного тока работает за счет магнитного поля, действующего на проводник с током, на который действуют механические силы. В случае двигателей переменного тока используется концепция RMF вращающегося магнитного поля.
Статор состоит из нескольких обмоток, которые генерируют переменное магнитное поле при подаче входного переменного тока. Это магнитное поле вращается вокруг ротора.
Относительная разница между вращающимся полем статора и скоростью вращения ротора называется скольжением. Если двигатель имеет нулевое скольжение или если скорость вращения ротора такая же, как и вращающееся магнитное поле статора, двигатель называется синхронным двигателем переменного тока. Если двигатель переменного тока имеет скольжение или если есть разница между скоростью поля статора и ротора, двигатель называется асинхронным двигателем.
Синхронный двигатель
Как следует из названия, синхронный двигатель имеет ротор, который предназначен для вращения с той же скоростью, что и вращающееся магнитное поле его статора, называемой синхронной скоростью.
Статор создает вращающееся магнитное поле при питании от сети переменного тока. Ротор может быть спроектирован так, чтобы генерировать собственное магнитное поле с помощью внешнего источника питания постоянного тока через токосъемные кольца или с использованием постоянных магнитов .
Ротор предназначен для создания магнитных полюсов, равных или кратных полюсам статора. Когда статор и ротор находятся под напряжением, магнитное поле ротора привязано к вращающемуся полю статора и вращается с точной скоростью поля статора.
Ротор синхронного двигателя вращается с синхронной скоростью, зависящей от частоты источника питания и числа полюсов обмотки статора. Следовательно, скорость двигателя не зависит от нагрузки. Чтобы изменить скорость синхронного двигателя, необходимо изменить частоту питания.
Асинхронные двигатели
Название асинхронного двигателя подразумевает, что скорость вращения ротора не синхронизирована со скоростью вращения поля статора. Если быть точным, ротор асинхронного двигателя вращается с относительно меньшей скоростью, чем RMF статора. Это происходит из-за проскальзывания между скоростями его статора и ротора.
Ротор асинхронного двигателя представляет собой проволочный ротор с короткозамкнутым ротором.
