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異步電機和同步電機的區別差異,三相異步電機的正反轉原理圖解
來源: 發布日期:2017-07-31 點擊率:1632
異步電動機又稱感應電動機,是由氣隙旋轉磁場與轉子繞組感應電流相互作用產生電磁轉矩,從而實現機電能量轉換為機械能量的一種交流電機。三相異步電機主要用作電動機,拖動各種生產機械,例如:風機、泵、壓縮機、機床、輕工及礦山機械、農業生產中的脫粒機和粉碎機、農副產品中的加工機械等等。 結構簡單、制造容易、價格低廉、運行可靠、堅固耐用、運行效率較高并具有適用的工作特性。


  異步電機和同步電機的區別差異,三相異步電機的正反轉原理圖解


  同步電機與異步電機的最大區別就在于兩者轉子速度是不是與定子旋轉的磁場速度一致,如果轉子的旋轉速度與定子是一樣的,那就叫同步電機,如果不一致,就叫異步電動機,具體到性能參數以及應用,兩者有很大的區別。


  1、同步電機與異步電機轉速上的區別


  異步電機是定子送入交流電,產生旋轉磁場,而轉子受感應而產生磁場,這樣兩磁場作用,使得轉子跟著定子的旋轉磁場而轉動。其中轉子比定子旋轉磁場慢,有個轉差,不同步所以稱為異步電機。


  同步電機轉子是人為加入直流電形成不變磁場,這樣轉子就跟著定子旋轉磁場一起轉而同步,始稱同步電機。


  2、同步電機與異步電機結構與原理上的區別


  同步電機和異步電機的定子繞組是相同的,主要區別在于轉子的結構。


  同步電機的轉子上有直流勵磁繞組,所以需要外加勵磁電源,通過滑環引入電流;


  而異步電機的轉子是短路的繞組,靠電磁感應產生電流。


  異步電機簡單,成本低,易于安裝,使用和維護,所以受到廣泛使用。缺點效率低,功率因數低對電網不利,而同步電機效率高是容性負載,可改善電網功率因數,多用工礦大型沒備。


  3、同步電機與異步電機結構與特點上的區別


  同步電機的優點:


  1、轉子無勵磁繞組,所以無轉子銅耗,因此效率較高;


  2、高性能永磁材料提供勵磁,給定功率小,體積可以減小;


  3、轉子轉動慣量小,故動態性能好;


  4、低效率時較大的功率和轉矩輸出。


  同步電機缺點:


  成本高,可靠性低,加工工藝復雜,機械強度差,電動車性能受環境影響大。


  異步電機優點:


  1、 無永磁高溫退磁問題,可以將峰值功率、額定功率、峰值功率工作時間延長。


  2、 電機特性受環境影響小;


  3、 自身就具有啟動高轉矩、高速轉矩調整;


  異步電機缺點:


  轉子磁場來自定子勵磁,存在銅耗,能量轉化率比永磁同步電機低。


  4、同步電機與異步電機用途上區別


  同步電機大多用在大型發電機的場合;而異步電機則幾乎全用在電動機場合。


  同步電機可以通過勵磁靈活調節功率因數;異步電機的功率因數不可調,因此在一些大的工廠,異步電機應用較多時,可附加一臺同步電機做調相機用,用來調節工廠與電網接口處的功率因數。但是,由于同步電機造價高,維護工作量大,現在一般都采用電容補償功率因數。


  同步機因為有勵磁繞組和滑環,需要操作工人有較高的水平來控制勵磁,另外,比起異步電機的免維護來,維護工作量較大;所以,作為電動機時,現在大多選擇異步電機。


  5、同步電機與異步電機調速方式的區別


  電機的轉速主要有磁極對數、頻率和轉差率這三個因數有關,相關計算公式如下:


  異步電機和同步電機的區別差異,三相異步電機的正反轉原理圖解


  異步電機基本調速方法有五種:變磁極對數P、變頻率f,變轉差率S,改變定子電壓、轉子回路串接電阻。


  同步電機基本調速方法主要有兩種:變磁極對數P、變頻率f。同步電機主要運用變頻的調速方法。


  異步電機和同步電機的區別差異,三相異步電機的正反轉原理圖解


  三相異步電機的正反轉向原理


  機理:將異步電動機的三相電源線任意兩相對調,就改變了繞組中三相電流的相序,旋轉磁場的方向就隨之改變,也就改變了轉子的旋轉方向。


  電機要實現正反轉控制,將其電源的相序中任意兩相對調即可(我們稱為換相),通常是V相不變,將U相與W相對調節器,為了保證兩個接觸器動作時能夠可靠調換電動機的相序,接線時應使接觸器的上口接線保持一致,在接觸器的下口調相。由于將兩相相序對調,故須確保二個KM線圈不能同時得電,否則會發生嚴重的相間短路故障,因此必須采取聯鎖。為安全起見,常采用按鈕聯鎖(機械)與接觸器聯鎖(電氣)的雙重聯鎖正反轉控制線路(如下圖所示);使用了按鈕聯鎖,即使同時按下正反轉按鈕,調相用的兩接觸器也不可能同時得電,機械上避免了相間短路。另外,由于應用的接觸器聯鎖,所以只要其中一個接觸器得電,其長閉觸點就不會閉合,這樣在機械、電氣雙重聯鎖的應用下,電機的供電系統不可能相間短路,有效地保護了電機,同時也避免在調相時相間短路造成事故,燒壞接觸器。


  異步電機和同步電機的區別差異,三相異步電機的正反轉原理圖解


  電動機的正反轉控制操作中,如果錯誤地使正轉用電磁接觸器和反轉用電磁接觸器同時動作,形成一個閉合電路后會怎么樣呢?三相電源的L1相和L3相的線間電壓,通過反轉電磁接觸器的主觸頭,形成了完全短路的狀態,所以會有大的短路電流流過,燒壞電路。所以,為了防止兩相電源短路事故,接觸器KM1和KM2的主觸頭決不允許同時閉合。


  如上圖所示三相異步電動機接觸器聯鎖的正反轉控制的電氣原理圖,為了保證一個接觸器得電動作時,另一個接觸器不能得電動作,以避免電源的相間短路,就在正轉控制電路中串接了反轉接觸器KM2的常閉輔助觸頭,而在反轉控制電路中串接了正轉接觸器KM1的常閉輔助觸頭。當接觸器KM1得電動作時,串在反轉控制電路中的KM1的常閉觸頭分斷,切斷了反轉控制電路,保證了KM1主觸頭閉合時,KM2的主觸頭不能閉合。同樣,當接觸器KM2得電動作時, KM2的常閉觸頭分斷,切斷了正轉控制電路,可靠地避免了兩相電源短路事故的發生。


  異步電機和同步電機的區別差異,三相異步電機的正反轉原理圖解


  聯鎖(或互鎖):在一個接觸器得電動作時,通過其常閉輔助觸頭使另一個接觸器不能得電動作的作用叫聯鎖(或互鎖)。實現聯鎖作用的常閉觸頭稱為聯鎖觸頭(或互鎖觸頭)。


  三相異步電動機接觸器聯鎖的正反轉控制的優點:工作安全可靠。


  缺點:操作不便。因電動機從正轉變為反轉時,必須先按下停止按鈕后,才能按反轉啟動按鈕,否則由于接觸器的聯鎖作用,不能實現反轉。為克服此線路的不足,可采用按鈕聯鎖或按鈕和接觸器雙重聯鎖的正反轉控制線路。