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異步電機、同步電機和感應電機三者的區別與聯系

来源: 天天看高清影视在线 作者: www.nblionball.com 时间: 2012-08-20

  同步電機和異步電機都可以歸爲交流電機的範疇。

  在電機設計上,交流異步電機的轉子一般爲鼠籠型的,還有繞線型的,定子上繞組也有不同的繞制方法。而同步電機設計上定子轉子可能都是繞線的。

  電機的工作上,同步電機工作時,電機的轉子通入直流電,産生類似永磁體産生的磁場,而定子上通入三相交流電,此時定子隨磁場變化同步旋轉,轉速n=60f/p,這裏f是電源頻率,p是電機的極對數。

  異步電機工作時候,只有定子通電(三相交流電),轉子由于受到感應電流産生磁場(原理同變壓器),由于是感應電流,所以,産生磁場旋轉時候要滯後定子磁場一個角度,在定子側看,是定子磁場拖動轉子旋轉。轉速要低于同步轉速,所以就稱之爲異步電機。

  應用上,同步電機一般用于發電,也用于比較精確的控制,異步電機一般造價低廉,用于要求不高的場合,也更加廣泛。至于感應電機就是異步電機,同一個東西的不同名字而已。

原理:

  同步電機和異步電機的區別,主要一點,就是同步電機能達到同步轉速,異步電機轉速達不到定子磁場的同步轉速。同步電機主要用于發電,比如水電廠,火電廠的發電機,異步電機主要用于電動,比如風機什麽的。

  同步電機和異步電機,這兩個東西都是交流電機,利用了三相交流電的比較有意思的一個特性:簡單的說如果把三個線圈像攪拌器(就是家裏用來打雞蛋的那種東西)那樣布置,三個線圈相互不接觸,分別加上abc三相電壓,于是産生三相電流,接著好玩的事情就發生了,線圈所圍的空間內出現了與所加電壓同頻的旋轉磁場(若要更深入的解釋,就得說駐波的分解,疊加,比較麻煩).所以人們把線圈按照上述所說的辦法,嵌進定子,于是轉子所在的那個空間就産生了旋轉的磁場

  有了這個磁場就好辦了,我們就可以想象定子處有一個看不見的磁鐵在轉,此時如果轉子是個磁鐵的話,那麽轉子不就被帶動起來了麽,就是電動機了,反之如果轉子帶動那個看不見的磁鐵,就成了發電機了,此時可能不好理解,不過你應該知道,産生的是電,爲什麽呢?首先轉子帶動那個虛擬磁鐵,轉子肯定受個阻力矩吧,虛擬磁鐵受個動力矩吧,注意!力是能量轉換的中介(或者說是標志),虛擬磁鐵畢竟是虛擬的,定子又不動,那麽定子肯定地獲得電動勢喽。如定子帶負載的話,就會有電流,還是三相的,有電流就會有磁場,幹擾轉子産生的磁場,這個叫做電樞反應。于是帶上負載後定子處獲得的電動勢與空載時的不一樣。

  在上面的原理指引下,把轉子做成個電磁鐵,外部單獨用個電源給它電,那麽這個電機就叫做同步電機,之所以叫同步電機是轉子的磁性是獨立産生的,于是轉子能達到那個虛擬磁鐵的轉速。轉子磁性獨立産生是個大好事,使得同步電機調整很容易,比如說調無功功率。

  後來人們發現轉子不用電磁鐵也行,把轉子做成個裝松鼠的籠子,由于虛擬磁鐵的磁力線會切割鼠籠的籠棍,于是由偉大的右手定則,就會産生電流,仔細研究一下你會發現這個電流也是個三相的,于是與定子的産生磁場的原理類似,轉子也産生個圍繞他旋轉的虛擬磁鐵,再研究一下你會發現,定轉子的虛擬磁鐵在空間上轉速一樣。于是鼠籠子起到了與電磁鐵類似的效果,不過鼠籠的電流是由于其與定子虛擬磁鐵相對運動産生的,鼠籠的虛擬磁鐵也就不是獨立的了,鼠籠轉速總是要比定子虛擬磁鐵轉速慢點,達不到同步速(否則就無相對運動,電流就無從産生,鼠籠磁場也就無從産生)。

  大致就這些了,當然要科學分析起來還要麻煩,還有許多實際因素要考慮,比如說鐵心有磁飽和,鐵心內有渦流損耗等等。在分析上,同步電機由于有個轉子獨立的磁場,像電路裏的有源負載,所以多用相量圖分析。而異步電機,由于轉子的一切都是由定子産生的,所以就相當于無源負載,可把異步電機等效成一個電路來分析。
 

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