Site Loader

Содержание

В чем разница синхронный двигатель. Сравнение синхронных и асинхронных двигателей. Отличие в характеристиках электродвигателей

Принципиальное отличие синхронного двигателя от асинхронного заключается в исполнении ротора. Последний у синхронного двигателя представляет собой магнит, выполненный (при относительно небольших мощностях) на базе постоянного магнита или на основе электромагнита. Поскольку разноименные полюсы магнитов притягиваются, то вращающееся магнитное поле статора, которое можно интерпретировать как вращающийся магнит, увлекает за собой магнитный ротор, причем их скорости равны. Это объясняет название двигателя — синхронный.

В заключение отметим, что в отличие от асинхронного двигателя, у которого обычно не превышает 0,8…0,85, у синхронного двигателя можно добиться большего значения и сделать даже так, что ток будет опережать напряжение по фазе. В этом случае, подобно конденсаторным батареям, синхронная машина используется для повышения коэффициента мощности.

Асинхронные двигатели имеют простую конструкцию и надежны в эксплуатации. Недостатком асинхронных двигателей является трудность регулирования их частоты вращения.

Чтобы реверсировать трехфазный асинхронный двигатель (изменить направление вращения двигателя на противоположное), необходимо поменять местами две фазы, то есть поменять местами два любых линейных провода, подходящих к обмотке статора двигателя.

Т.е это достаточно дешевый двигатель, который применяется везде, синхронную машину найти крайне тяжело.

В отличие от асинхронного двигателя частота вращения синхронного двигателя постоянная при различных нагрузках. Синхронные двигатели находят применение для привода машин постоянной скорости (насосы, компрессоры, вентиляторы) ими легко управлять.

Отличить можно по кол-ву оборотов на табличке (если там явно не указан тип машины), у асинхронного не круглое число оборотов, 950 об/мин у синхронной машины 1000 об/мин.

Синхронные двигатели управляются также сложно как и асинхронные, т.к. требуют управления частотой подводимого напряжения. Они имеют абсолютно жесткую механическую характеристику, это означает, что как бы не менялась нагрузка на валу двигателя, он будет иметь одну и ту же частоту вращения. Естественно, нагрузка должна меняться в разумных пределах, есть значение критического момента нагрузки, при котором двигатель «выпадает» из синхронного режима, что чревато его поломкой. К основным недостаткам относится то, что обмотку возбуждения необходимо питать постоянным током, также наличие скользящего контакта «щетка-контактное кольцо», сложность пуска.

Чаще всего синхронные машины используют в качестве генераторов, вообще подавляющее большинство генераторов — синхронные, начиная с тех, которые устанавливаютс на автомобилях, и заканчивая теми, которые стоят на АЭС. Из всех других они наиболее надежны, имеют наибольший КПД, проще других в обслуживании.

КПД машины не зависит от косинуса фи электрической машины. КПД зависит восновном только от потерь в обмотке (потери в меди), в магнитопроводе (потери в стали), механических потерь и дополнительных потерь. Также КПД машины зависит от ее нагрузки, при этом максимум (КПД) наблюдается в точке, когда потери в стали и в меди равны, как правило это наблюдается, когда нагрузка составляет 75-80% от номинальной мощности машины.

Учитывая особенности производства электрических машин имеем что с ростом мощности выпущенной машины, потери растут не пропорционально, поэтому мощные электрические машины могут иметь КПД достигающий 99%.

Электрические двигатели давно и прочно заняли лидирующие позиции среди силовых агрегатов различного типа оборудования. Их можно найти в автомобиле и в пылесосе, в сложнейших станках и в обычных детских игрушках. Они есть практически везде, хотя и отличаются между собой типом, строением и рабочими характеристиками.

Электродвигатели – это силовые агрегаты, способные превращать электрическую энергию в механическую. Различают два их основных вида: двигатели переменного и постоянного тока. Разница между ними, как понятно из названия, заключается в типе питающего тока. В данной статье речь пойдет о первом виде – электродвигателе переменного тока

Устройство и принцип работы

Основная движущая сила любого электрического двигателя – электромагнитная индукция. Электромагнитная индукция, если описать ее в двух словах – это появление силы тока в проводнике, помещенном в переменное магнитное поле. Источником переменного магнитного поля является неподвижный корпус двигателя с размещенными на нем обмотками – статор, подключенный к источнику переменного тока. В нем расположен подвижный элемент – ротор, в котором и возникает ток. По закону Ампера на заряженный проводник, помещенный в магнитное поле, начинает действовать электродвижущая сила – ЭДС, которая вращает вал ротора. Таким образом, электрическая энергия, которая подается на статор, превращается в механическую энергию ротора. К вращающемуся валу можно подключать различные механизмы, выполняющие полезную работу.

Электродвигатели переменного тока делятся на синхронные и асинхронные. Разница между ними в том, что в первых ротор и магнитное поле статора вращаются с одной скоростью, а во вторых ротор вращается медленнее, чем магнитное поле. Отличаются они и по устройству, и по принципу работы.

Асинхронный двигатель

На статоре асинхронного двигателя закреплены обмотки, создающие переменное вращающееся магнитное поле, концы которой выводятся на клеммную коробку. Поскольку при работе двигатель нагревается, на его валу устанавливается вентилятор системы охлаждения.

Ротор асинхронного двигателя выполнен с валом как одно целое. Он представляет собой металлические стержни, замкнутые между собой с двух сторон, из-за чего такой ротор еще именуется короткозамкнутым. Своим видом он напоминает клетку, поэтому его часто называют «беличьим колесом» Более медленное вращение ротора в сравнении с вращением магнитного поля – результат потери мощности при трении подшипников. Кстати, если бы не было этой разницы в скорости, ЭДС бы не возникала, а без нее не было бы и тока в роторе и самого вращения.

Магнитное поле вращается за счет постоянной смены полюсов. При этом соответственно меняется направление тока в обмотках. Скорость вращения вала асинхронного двигателя зависит от числа полюсов магнитного поля.

Синхронный двигатель

Устройство синхронного двигателя

Устройство синхронного электродвигателя немного отличается. Как понятно из названия, в этом двигателе ротор вращается с одной скоростью с магнитным полем. Он состоит из корпуса с закрепленными на нем обмотками и ротора или якоря, снабженного такими же обмотками. Концы обмоток выводятся и закрепляются на коллекторе. На коллектор или токосъемное кольцо подается напряжение посредством графитовых щеток. При этом концы обмоток размещены таким образом, что одновременно напряжение может подаваться только на одну пару.

В отличие от асинхронных на ротор синхронных двигателей напряжение подается щетками, заряжая его обмотки, а не индуцируется переменным магнитным полем. Направление тока в обмотках ротора меняется параллельно с изменением направления магнитного поля, поэтому выходной вал всегда вращается в одну сторону. Синхронные электродвигатели позволяют регулировать скорость вращения вала путем изменения значения напряжения. На практике для этого обычно используются реостаты.

Краткая история создания

Впервые возможность превратить электричество в механическую энергию открыл британский ученый М.Фарадей еще в 1821 году. Его опыт с проводом, помещенным в ванну с ртутью, оснащенной магнитом, показал, что при подключении провода к источнику электроэнергии он начинает вращаться. Этот нехитрый опыт наверняка многие помнят по школе, правда, ртуть там заменяется безопасным рассолом. Следующим шагом в изучении этого феномена было создание униполярного двигателя – колеса Барлоу. Никакого полезного применения он так и не нашел, зато наглядно демонстрировал поведение заряженного проводника в магнитном поле.

На заре истории электродвигателей ученые пытались создать модель с сердечником, двигающимся в магнитном поле не по кругу, а возвратно-поступательно. Такой вариант был предложен, как альтернатива поршневым двигателям. Электродвигатель в привычном для нас виде впервые был создан в 1834 году русским ученым Б.С. Якоби. Именно он предложил идею использования вращающегося в магнитном поле якоря, и даже создал первый рабочий образец.

Первый асинхронный двигатель, в основе работы которого заложено вращающееся магнитное поле, появился в 1870 году. Авторами эффекта вращающегося магнитного поля независимо друг от друга стали два ученых: Г.Феррарис и Н. Тесла. Последнему принадлежит также идея создания бесколлекторного электродвигателя. По его чертежам были построены несколько электростанций с применением двухфазных двигателей переменного тока. Следующей более удачной разработкой оказался трехфазный двигатель, предложенный М.О. Доливо-Добровольским. Его первая действующая модель была запущена в 1888 году, после чего последовал ряд более совершенных двигателей. Этот русский ученый не только описал принцип действия трехфазного электродвигателя, но и изучал различные типы соединений фаз (треугольник и звезда), возможность использование разных напряжений тока. Именно он изобрел пусковые реостаты, трехфазные трансформаторы, разработал схемы подключения двигателей и генераторов.

Особенности электродвигателя переменного тока, его достоинства и недостатки

На сегодня электродвигатели являются одними из самых распространенных видов силовых установок, и тому есть немало причин. У них высокий КПД порядка 90%, а иногда и выше, довольно низкая себестоимость и простая конструкция, они не выделяют вредных веществ в процессе эксплуатации, дают возможность плавно менять скорость во время работы без использования дополнительных механизмов типа коробки передач, надежны и долговечны.

Среди недостатков всех типов электромоторов — отсутствие высокоемкостного аккумулятора электроэнергии для автономной работы.

Основное отличие электродвигателя переменного тока от его ближайшего родственника – электродвигателя постоянного тока – заключается в том, что первый питается переменным током. Если сравнивать их функциональные возможности, первый менее мощный, у него сложно регулировать скорость в широком диапазоне, он имеет меньший КПД.

Если же сравнивать асинхронный и синхронный электродвигатель переменного тока, то первый имеет более простую конструкцию и лишен «слабого звена» — графитовых щеток. Именно они обычно первыми выходят из строя при поломке синхронных двигателей. Вместе с тем, у него сложно получить и регулировать постоянную скорость, которая зависит от нагрузки. Синхронные двигатели позволяют регулировать скорость вращения с помощью реостатов.

Сфера применения

Электродвигатели переменного тока широко используются практически во всех сферах. Ими оснащаются электростанции, их используют в автомобиле- и машиностроении, есть они и в домашней бытовой технике. Простота их конструкции, надежность, долговечность и высокий показатель КПД делает их практически универсальными.

Асинхронные двигатели нашли применение в приводных системах различных станков, машин, центрифуг, вентиляторов, компрессоров, а также бытовых приборов. Трехфазные асинхронные двигатели являются наиболее распространенными и востребованными. Синхронные двигатели используются не только в качестве силовых агрегатов, но и генераторов, а также для привода крупных установок, где важно контролировать скорость.

Схема подключения электродвигателя к сети

Электродвигатели переменного тока бывают трех и однофазные.
Асинхронные однофазные двигатели имеют на корпусе 2 вывода и подключить их к сети не составляет трудности. Т.к. вся бытовая электрическая сеть в основном однофазная 220В и имеет 2 провода — фаза и ноль. С синхронными все намного интереснее, их тоже можно подключить с помощью 2 проводов, достаточно обмотки ротора и статора соединить. Но соединять их нужно так, чтобы обмотки однополюсного намагничивания ротора и статора располагались напротив друг друга.
Сложности представляют двигатели для 3ех фазной сети. Ну во-первых у таких двигателей в основном в клеммной коробке 6 выводов и это означает что обмотки двигателя нужно подключать самому, а во-вторых их обмотки можно подключать разными способами — по типу «звезда» и «треугольник». Ниже приведен рисунок соединения клем в клеммной коробке, в зависимости от типа соединения обмоток.

Подключение одного и того же электродвигателя разным способом в одну и туже электрическую сеть приведет к потреблению разной мощности. При этом не правильное подключение электродвигателя, может привести к расплавлению обмоток статора.

Обычно асинхронные двигатели предназначены для включения в трехфазную сеть на два разных напряжения, отличающиеся в раз. Например, двигатель рассчитан для включения в сеть на напряжения 380/660 В. Если в сети линейное напряжение 660 В, то обмотку статора следует соединить звездой, а если 380 В, то треугольником. В обоих случаях напряжение на обмотке каждой фазы будет 380 В. Выводы обмоток фаз располагают на панели таким образом, чтобы соединения обмоток фаз было удобно выполнять посредством перемычек, без перекрещивания последних. В некоторых двигателях небольшой мощности в коробке выводов имеется лишь три зажима. В этом случае двигатель может быть включен в сеть на одно напряжение (соединение обмотки статора такого двигателя звездой или треугольником выполнено внутри двигателя).

Принципиальная схема включения в трехфазную сеть асинхронного двигателя с фазным ротором показана на рисунке. Обмотка ротора этого двигате­ля соединена с пусковым реостатом ЯР, создающим в цепи рото­ра добавочное сопротивление R добав.

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.

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 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. 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

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 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.

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:

  • самая высокая надежность;
  • самый большой ;
  • простота обслуживания.

Асинхронный двигатель

Данный вид устройста представляет механизм, направленный на трансформацию электрической энергии 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 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.

В нем можно добиться, в отличие от асинхронного, даже опережения напряжения по фазам. Тогда устройство, подобно батареям конденсатора, может применяться для увеличения мощности.

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.

Асинхронный и синхронный электродвигатель в чем разница

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.

Электродвигатели бывают двух основных типов — синхронные и асинхронные. Что представляют собой те и другие?

Что представляет собой синхронный двигатель?

К синхронным принято относить электродвигатели, которые функционируют на переменном токе и имеют ротор с частотой вращения, совпадающей с частотой оборотов магнитного поля в конструкции агрегата.

Ключевые элементы синхронного электродвигателя:

Первый элемент агрегата располагается на статоре. Индуктор размещается на роторе, который отделен от статора воздушной прослойкой. Структура якоря представлена обмоткой (одной или несколькими). Токи, которые подаются в соответствующий элемент двигателя, формируют магнитное поле, вращающееся с заданной частотой и взаимодействующее с полем индуктора. Индуктор включает 2 полюса — в виде постоянных магнитов.

Синхронный агрегат может функционировать в двух режимах:

  • как собственно электродвигатель;
  • как генератор.

Первый режим работы предполагает взаимодействие магнитного поля, формирующегося на якоре, и поля, которое образуется на полюсах индуктора. Синхронный двигатель в режиме генератора функционирует за счет электромагнитной индукции: в процессе вращения ротора магнитное поле, которое формируется на обмотке, по очереди взаимодействует с фазами обмотки на статоре, вследствие чего образуется электродвижущая сила.

Что представляет собой асинхронный электродвигатель?

К асинхронным принято относить электродвигатели, в которых частота вращения одного из ключевых элементов — ротора — не совпадает с частотой оборотов магнитного поля, формирующегося током, который возникает на обмотке статора. Асинхронные агрегаты иногда именуются индукционными. Это обусловлено тем, что в обмотке ротора осуществляется индуцирование тока при воздействии магнитного поля статора.

В конструкции асинхронного электродвигателя присутствуют статор и ротор, которые разделены воздушной прослойкой. Основные активные элементы агрегата:

  • обмотка;
  • магнитопровод.

Важную роль в функционировании асинхронного двигателя играют дополнительные конструктивные элементы, которые обеспечивают прочность, охлаждение и устойчивость работы агрегата.

Сравнение

Главное отличие синхронного двигателя от асинхронного заключается в соотношении величины частот вращения ротора и магнитного поля. В агрегате первого типа оба показателя одинаковые. В асинхронной машине — разные.

Можно отметить, что электродвигатели второго типа в целом более распространены, чем первые. При этом асинхронные агрегаты чаще всего представлены в разновидности, в которой инсталлирован короткозамкнутый ротор. Данные устройства имеют ряд важнейших преимуществ перед электродвигателями иных категорий. А именно:

  1. простота конструкции, надежность;
  2. относительно невысокая себестоимость производства, эксплуатации;
  3. способность функционирования при задействовании имеющихся ресурсов сети без подключения преобразователей.

Вместе с тем асинхронные машины с короткозамкнутым ротором обладают и рядом недостатков. А именно:

  • наличие малого пускового момента;
  • наличие большого пускового тока;
  • пониженный коэффициент мощности;
  • низкая управляемость с точки зрения регулирования скорости;
  • зависимость максимальной скорости от частоты электрической сети;
  • электромагнитный момент в асинхронных двигателях рассматриваемого типа характеризуется сильной чувствительностью к снижению напряжения в сети.

В свою очередь, у синхронных агрегатов также есть неоспоримые достоинства. К таковым можно отнести:

  • относительно невысокую чувствительность к перепадам напряжения в сети;
  • стабильность вращения вне зависимости от нагрузки на ротор.

Есть у синхронных двигателей и недостатки:

  • относительная сложность конструкции;
  • сложность запуска ротора в ход.

Отмеченные особенности работы синхронных и асинхронных агрегатов делают оптимальным использование первых в случае, если требуемая мощность двигателя в системе (например, как части инфраструктуры фабричной линии) должна составлять порядка 100 кВт и более. В остальных случаях задействование асинхронных машин, как правило, становится более предпочтительным.

Рассмотрев, в чем разница между синхронным и асинхронным двигателем, отразим выводы в таблице.

Электродвигатели можно разделить на две основные категории – синхронные и асинхронные (индукционные) двигатели. Эти два вида довольно сильно отличаются друг от друга. Разница уже видна в самих названиях. Отличить агрегаты можно по выбитому на шильдике количеству оборотов (если там не указан тип мотора), у ассинхронного мотора неокруглённое число (например, 950 об/мин), у синхронного округлённое (1000 об/мин).

Есть и другие важные различия, в этой статье мы рассмотрим наиболее показательные из них: конструктивные, рабочие и ценовые.

Различия в работе и стоимости

Любой двигатель состоит из двух элементов: неподвижного и вращающегося. Статор имеет осевые прорези — пазы, на дно которых укладываются токонесущие медные или алюминиевые проводки. У электродвигателя на валу крепится ротор с обмоткой возбуждения.

Принципиальным отличием между синхронными и асинхронными двигателями являются роторы, точнее, их исполнение.

У синхронных моделей при малых мощностях они представляют собой постоянные магниты.

Переменное напряжение подаётся на обмотку статора, ротор подключается к постоянному источнику питания. Проходящий по обмотке возбуждения постоянный ток наводит магнитное поле статора. Крутящий момент создаётся из-за угла запаздывания между полями. Ротор имеет такую же скорость, как и магнитное поле статора.

Агрегаты используются на практике и как генераторы и как двигатели.

Асинхронные модели – это достаточно недорогие двигатели, которые применяются часто и всюду. Они проще в конструктивном плане, несмотря на то, что неподвижные части в принципе у всех моторов похожи.

По обмотке статора пропускается переменный электроток, который взаимодействует с роторной обмоткой. Два поля вращаются с одинаковой скоростью в одном направлении, но не могут быть равными, иначе бы не создавалась индуцированная ЭДС и, тем более крутящийся момент. Это становится причиной возникновения индуцированного тока в обмотке роторе, направление которого согласно правилу Ленца таково, что он склонен противостоять причине своего производства, т. е. скорости скольжения.

Скорость вращения ротора не совпадает со скоростью магнитного поля, она всегда меньше. Таким образом, ротор пытается догнать скорость вращающегося магнитного поля и уменьшить относительную скорость.

Основные достоинства и недостатки

  1. Асинхронные агрегаты не требуют какого-либо дополнительного источника питания. Синхронным необходим дополнительный источник постоянного тока для подачи напряжения на обмотки.
  2. Синхронники обладают относительно невысокой чувствительностью к перепадам сетевого напряжения и стабильностью вращения вне зависимости от нагрузки.
  3. Индукционные двигатели не требуют наличия контактных колец, за исключением двигателей с фазным ротором, которые их имеют для плавного пуска или регулирования скорости. В синхронных двигателях больше уязвимых мест, так как используются контактные кольца со щетками. Следовательно, детали быстрее изнашиваются и контакт между ними ослабевает.
  4. Синхронники нуждаются во вспомогательных пусковых механизмах, так как не обладают функцией самопуска. Для индукционных электродвигателей, имеющих собственные пусковые моменты, такой механизм не требуется.

Какой агрегат лучше

В заключение нужно отметить, что говорить, якобы один мотор лучше другого, нельзя. Однако, асинхронные модели надежнее в эксплуатации, отличаются простотой конструкции. Если агрегаты не перегружать, то их длительным сроком службы пользователь может остаться довольным.

Достоинством синхронной модели является то, что можно легко установить высокий коэффициент мощности. Поэтому модель является гораздо более эффективной, но по цене она будет соответственно дороже. Машины применяются в системах с требуемой мощностью 100 кВт и более.

Синхронный и асинхронный двигатель отличия

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

Синхронные и асинхронные электродвигатели: в чём разница?

В основе классификации электродвигателей на синхронный и асинхронный тип лежит конструкция мотора и особенности ротора. Так, синхронные функционируют на переменном источнике тока, а частота вращения ротора совпадает с частотой магнитного поля. Электродвигатели асинхронные иногда называют индукционными, и у них частота магнитного поля и вращений ротора не совпадают.

Особенности конструкции синхронных и асинхронных электродвигателей

В синхронных электродвигателях ключевые элементы — это индуктор и якорь. Индуктор располагается на роторе и имеет два полюса — постоянные магниты. Якорь находится на стартере, представлен одной или несколькими обмотками. Благодаря такой конструкции, синхронные двигатели могут функционировать как генераторы и как электродвигатели.

Главные конструктивные элементы асинхронных двигателей — магнитопровод и обмотка. Также в строении устройств есть ротор и статор, и другие элементы, влияющие на прочность и эффективность работы.

Отличия синхронного двигателя от асинхронного

Первое отличие — это соотношение частот вращения ротора с магнитным полем. В синхронных агрегатах эти показатели равные, а в асинхронных — отличаются. Второй тип, к слову, встречается гораздо чаще и имеет больше модификаций. Связано это с явными преимуществами асинхронных электродвигателей:

  • невысокая стоимость;
  • простота эксплуатации;
  • надёжность;
  • может работать без преобразователей, на собственных ресурсах сети.

Но асинхронные двигатели не лишены и недостатков:

  • имеют большой пусковой ток и маленький пусковой момент;
  • у них пониженный коэффициент мощности;
  • низкая управляемость.

Среди достоинств синхронных устройств выделим следующие:

  • стабильность вращения независимо от нагрузок на ротор;
  • не сильно чувствительны к перепадам напряжения.

Недостатками синхронных двигателей можно считать сложность конструкции и пуска в ход ротора.

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что асинхронные типы целесообразно использовать для двигателей, мощностью от 100 кВт. В остальных случаях проще обойтись асинхронными агрегатами.

 

Какак разница между короткозамкнутым и фазным ротором

Какак разница между короткозамкнутым и фазным ротором

Ротор — вращающаяся часть двигателей и рабочих машин, на которой расположены органы, получающие энергию от рабочего тела или отдающие её рабочему телу.

Как вы знаете, асинхронные электродвигатели имеют трехфазную обмотку (три отдельные обмотки) статора, которая может формировать разное количество пар магнитных полюсов в зависимости от своей конструкции, что влияет в свою очередь на номинальные обороты двигателя при номинальной частоте питающего трехфазного напряжения. При этом роторы двигателей данного типа могут отличаться, и у асинхронных двигателей они бывают короткозамкнутыми или фазными. Чем отличается короткозамкнутый ротор от фазного ротора — об этом и пойдет речь в данной статье.

Короткозамкнутый ротор

Представления о явлении электромагнитной индукции подскажут нам, что произойдет с замкнутым витком проводника, помещенным во вращающееся магнитное поле, подобное магнитному полю статора асинхронного двигателя. Если поместить такой виток внутри статора, то когда ток на обмотку статора будет подан, в витке будет индуцироваться ЭДС, и появится ток, то есть картина примет вид: виток с током в магнитном поле. Тогда на такой виток (замкнутый контур) станет действовать пара сил Ампера, и виток начнет поворачиваться вслед за движением магнитного потока.

Так и работает асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, только вместо витка на его роторе расположены медные или алюминиевые стержни, замкнутые накоротко между собой кольцами с торцов сердечника ротора. Ротор с такими короткозамкнутыми стержнями и называют короткозамкнутым или ротором типа «беличья клетка» поскольку расположенные на роторе стержни напоминают беличье колесо.

Проходящий по обмоткам статора переменный ток, порождающий вращающееся магнитное поле, наводит ток в замкнутых контурах «беличьей клетки», и весь ротор приходит во вращение, поскольку в каждый момент времени разные пары стержней ротора будут иметь различные индуцируемые токи: какие-то стержни — большие токи, какие-то — меньшие, в зависимости от положения тех или иных стержней относительно поля. И моменты никогда не будут уравновешивать ротор, поэтому он и будет вращаться, пока по обмоткам статора течет переменный ток.

К тому же стержни «беличьей клетки» немного наклонены по отношению к оси вращения — они не параллельны валу. Наклон сделан для того, чтобы момент вращения сохранялся постоянным и не пульсировал, кроме того наклон стержней позволяет снизить действие высших гармоник индуцируемых в стержнях ЭДС. Будь стержни без наклона — магнитное поле в роторе пульсировало бы.

Скольжение s

Для асинхронных двигателей всегда характерно скольжение s, возникающее из-за того, что синхронная частота вращающегося магнитного поля n1 статора выше реальной частоты вращения ротора n2.

Скольжение возникает потому, что индуцируемая в стержнях ЭДС может иметь место только при движении стержней относительно магнитного поля, то есть ротор всегда вынужден хоть немного, но отставать по скорости от магнитного поля статора. Величина скольжения равна s = (n1-n2)/n1.

Если бы ротор вращался с синхронной частотой магнитного поля статора, то в стержнях ротора не индуцировался бы ток, и ротор бы просто не стал вращаться. Поэтому ротор в асинхронном двигателе никогда не достигает синхронной частоты вращения магнитного поля статора, и всегда хоть чуть-чуть (даже если нагрузка на валу критически мала), но отстает по частоте вращения от частоты синхронной.

Скольжение s измеряется в процентах, и на холостом ходу практически приближается к 0, когда момент противодействия со стороны ротора почти отсутствует. При коротком замыкании (ротор застопорен) скольжение равно 1.

Вообще скольжение у асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором зависит от нагрузки и измеряется в процентах. Номинальное скольжение — это скольжение при номинальной механической нагрузке на валу в условиях, когда напряжение питания соответствует номиналу двигателя.

Фазный ротор

Асинхронные двигатели с фазным ротором, в отличие от асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, имеют на роторе полноценную трехфазную обмотку. Подобно тому, как на статоре уложена трехфазная обмотка, так же и в пазах фазного ротора уложена трехфазная обмотка.

Выводы обмотки фазного ротора присоединены к контактным кольцам, насаженным на вал, и изолированным друг от друга и от вала. Обмотка фазного ротора состоит из трех частей — каждая на свою фазу — которые чаще всего соединены по схеме «звезда».

К обмотке ротора через контактные кольца и щетки присоединяется регулировочный реостат. Краны и лифты, например, пускаются под нагрузкой, и здесь необходимо развивать существенный рабочий момент. Невзирая на усложненность конструкции, асинхронные двигатели с фазным ротором обладают лучшими регулировочными возможностями касательно рабочего момента на валу, чем асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором, которым требуется промышленный частотный преобразователь.

Обмотка статора асинхронного двигателя с фазным ротором выполняется аналогично тому, как и на статорах асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, и аналогичным путем создает, в зависимости от количества катушек (три, шесть, девять или более катушек), два, четыре и т. д. полюсов. Катушки статора сдвинуты между собой на 120, 60, 40 и т. д. градусов. При этом на фазном роторе делается столько же полюсов, сколько и на статоре.

Регулируя ток в обмотках ротора, регулируют рабочий момент двигателя и величину скольжения. Когда регулировочный реостат полностью выведен, то для уменьшения износа щеток и колец их закорачивают при помощи специального приспособления для подъема щеток.

Ранее ЭлектроВести писали, что в Атлантическом океане первый в мире телескопический ветрогенератор обеспечивает электроэнергией 5000 домохозяйств на одном из Канарских островов — Гран-Канария.

По материалам: electrik.info.

Отличия асинхронных двигателей от синхронных

Применение электродвигателей в различных отраслях промышленности и быта широко распространено, в связи с экономичностью и простотой подключения и обслуживания. Для различных механизмов, применяются двигатели разной мощности и устройства. В этой статье рассмотрим, чем отличается синхронный двигатель от асинхронного, в каких механизмах они применяются и как правильно выбрать тип электрического мотора.

 

Асинхронные двигатели

Как и любые электрические двигатели, асинхронные моторы представляют собой устройства, которые создают крутящий момент при помощи преобразования электрического тока. Если говорить простыми словами, асинхронный двигатель – это электромотор с неравнозначной частотой вращения ротора и магнитного поля. Магнитное поле ротора в таких устройствах всегда вращается с меньшей частотой, чем поле статора.

Строение асинхронного двигателя в целом аналогично с синхронным. Он состоит из:

  • Цилиндрического статора из металлических пластин с пазами для обмотки;
  • Фазного либо короткозамкнутого ротора;
  • Подвижных и неподвижных деталей корпуса, таких как вал, подшипники, вентилятор охлаждения, электрического оборудования.

Используется тип двигателя асинхронный в различных приводах как в промышленности, так и быту. Например, для обеспечения работы конвейеров, подъемных механизмов кранов и экскаваторов, деревообрабатывающих станков и других механизмов, как крупногабаритных, так и небольших бытовых.

Обслуживание и ремонт такого типа электромоторов не требует больших затрат, однако, для трансформации крутящего момента и понижения частоты вращения необходимо использовать редуктора различной сложности, часто с большим передаточным числом.

 

Синхронные двигатели

Основное отличие синхронного двигателя от асинхронного в том, что частота вращения магнитных полей при его работе совпадает, то есть является синхронной. Для синхронизации частот вращения используется дополнительный источник постоянного питания, что делает конструкцию синхронного электродвигателя сложнее и частично ограничивает сферу применения такого вида машин. Кроме того, работа такого типа двигателя возможна только с использованием частотного преобразователя.

В сфере применения, электродвигатели синхронные – это промышленные моторы большой мощности, которые используются в различных промышленных устройствах и оборудовании, где необходима повышенная мощность и возникают перегрузки.

Важной особенностью такого типа электромоторов является то, что при работе с перегрузкой устройство отдает часть реактивной мощности в сеть, что способствует повышению мощности, компенсирует падение мощности.

Синхронные двигатели бывают также таких типов:

  • Гистерезисные двигатели используются в точных механизмах для создания вращения. Например, в звукозаписи, медицинском оборудовании, машиностроении
  • Шаговые электродвигатели применяются в точных приборах и механизмах, таких как, например, станки с числовым программным обеспечением.

 

Преимущества и недостатки синхронных и асинхронных электродвигателей

Что бы определить, какой двигатель лучше синхронный или асинхронный, необходимо рассмотреть сферу применения этих устройств.

Асинхронные двигатели дешевле в производстве и не требуют дополнительного питания и устройства для запуска, в отличии от синхронных, поэтому, их использование более распространено. Кроме того, подключение и обслуживание таких двигателей также стоит дешевле, как и их производство.

Синхронные двигатели, кроме повышенной мощности, обладают еще одним важным преимуществом – возможностью генерации низкой частоты вращения без использования дополнительных передач в редукторах. При этом, мощность на выходном валу остается неизменной. Синхронный двигатель имеет повышенный коэффициент полезного действия, более полно трансформируя электрическую энергию в крутящий момент.

Однако, синхронные двигатели имеют и недостатки. Кроме того, что требуется дополнительное питание и оборудование запуска, в таком типе электродвигателей происходит быстрый износ подвижных токосъемных деталей, таких как щётки и контактные кольца. Для замены изношенного оборудования требуются средства, что еще более увеличивает стоимость использования синхронных моторов.

Кроме того, настройка и обслуживание синхронных двигателей имеет ряд особенностей и требует более глубоких знаний технических особенностей.

 

Какой тип двигателя выбрать

При выборе типа электрического двигателя следует учитывать такие факторы:

  • Сферу применения и оборудование, которое приводится в движение электродвигателем;
  • Стоимость оборудования и его обслуживания;
  • Тип преобразующего редуктора, применяемого для понижения скорости вращения;
  • Тип питания и электрической сети.

Учитывая эти факторы и принимая во внимание расчет механизма, можно подобрать тип двигателя, который будет обеспечивать бесперебойную работу устройства, максимально экономить электроэнергию и обеспечивать необходимую мощность.

При использовании любого вида электрических двигателей стоит помнить, что срок их службы зависит от соблюдение технического регламента при подключении, настройке и последующему обслуживанию такого оборудования. При нарушении технических требований электродвигатель выйдет из строя, несмотря на его преимущества и надежность.

 

РАЗНИЦА МЕЖДУ СИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ И АСИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ | СРАВНИТЕ РАЗНИЦУ МЕЖДУ ПОХОЖИМИ ТЕРМИНАМИ — ТЕХНОЛОГИЯ

Синхронный двигатель против асинхронного двигателя  И асинхронные двигатели, и синхронные двигатели представляют собой двигатели переменного тока, используемые для преобразования электрической энерги

Синхронный двигатель против асинхронного двигателя
 

И асинхронные двигатели, и синхронные двигатели представляют собой двигатели переменного тока, используемые для преобразования электрической энергии в механическую.

Подробнее об асинхронных двигателях

Первые асинхронные двигатели, основанные на принципах электромагнитной индукции, независимо друг от друга изобрели Никола Тесла (в 1883 г.) и Галилео Феррарис (в 1885 г.). Из-за своей простой конструкции и прочного использования, а также низких затрат на строительство и техническое обслуживание, асинхронные двигатели были предпочтительнее многих других двигателей переменного тока для тяжелого оборудования и машин.

Конструкция и сборка асинхронного двигателя просты. Две основные части асинхронного двигателя — это статор и ротор. Статор в асинхронном двигателе представляет собой серию концентрических магнитных полюсов (обычно электромагнитов), а ротор — серию замкнутых обмоток или алюминиевых стержней, расположенных аналогично короткозамкнутой клетке, отсюда и название ротора с короткозамкнутой клеткой. Вал для передачи создаваемого крутящего момента проходит через ось ротора. Ротор находится внутри цилиндрической полости статора, но не имеет электрического соединения с какой-либо внешней цепью. Коммутатор, щетки или другие соединительные механизмы не используются для подачи тока на ротор.

Как и любой двигатель, он использует магнитные силы для вращения ротора. Соединения в катушках статора расположены таким образом, что противоположные полюса образуются на прямо противоположной стороне катушек статора. На этапе запуска создаются периодически изменяющиеся по периметру магнитные полюса. Это создает изменение потока через обмотки ротора и индуцирует ток. Этот индуцированный ток создает магнитное поле в обмотках ротора, и взаимодействие между полем статора и индуцированным полем приводит в движение двигатель.

Асинхронные двигатели предназначены для работы как с однофазным, так и с многофазным током, последний для тяжелых машин, требующих большого крутящего момента. Скорость асинхронных двигателей можно регулировать либо с помощью количества магнитных полюсов в полюсе статора, либо путем регулирования частоты входного источника питания. Скольжение, которое является мерой для определения крутящего момента двигателя, указывает на его КПД. Короткозамкнутые обмотки ротора имеют малое сопротивление, что приводит к возникновению большого тока для небольшого скольжения в роторе; следовательно, он производит большой крутящий момент.

При максимально возможных условиях нагрузки скольжение для малых двигателей составляет около 4-6% и 1,5-2% для больших двигателей, поэтому считается, что асинхронные двигатели имеют регулировку скорости и считаются двигателями с постоянной скоростью. Тем не менее, скорость вращения ротора ниже, чем частота входного источника питания.

Подробнее о синхронном двигателе

Синхронный двигатель — другой основной тип двигателя переменного тока. Синхронный двигатель предназначен для работы без разницы в скорости вращения вала и частоте переменного тока источника; период вращения является целым кратным циклам переменного тока.

Есть три основных типа синхронных двигателей; двигатели с постоянными магнитами, двигатели с гистерезисом и реактивные двигатели. Постоянные магниты из неодима-бор-железа, самария-кобальта или феррита используются в качестве постоянных магнитов на роторе. Приводы с регулируемой скоростью, в которых статор питается от переменной частоты, переменного напряжения, являются основным применением двигателей с постоянными магнитами. Они используются в устройствах, которым требуется точный контроль скорости и положения.

Гистерезисные двигатели имеют прочный гладкий цилиндрический ротор, отлитый из магнитной «твердой» кобальтовой стали с высокой коэрцитивной силой. Этот материал имеет широкую петлю гистерезиса, то есть, как только он намагничивается в заданном направлении, ему требуется большое обратное магнитное поле в противоположном направлении для изменения намагниченности. В результате двигатель с гистерезисом имеет угол запаздывания δ, который не зависит от скорости; он развивает постоянный крутящий момент от запуска до синхронной скорости. Таким образом, он самозапускается и для его запуска не требуется индукционная обмотка.

Асинхронный двигатель против синхронного двигателя

• Синхронные двигатели работают с синхронной скоростью (RPM = 120f / p), в то время как асинхронные двигатели работают на скорости ниже синхронной (RPM = 120f / p — скольжение), а скольжение практически равно нулю при нулевом моменте нагрузки, а скольжение увеличивается с увеличением момента нагрузки. .

• Синхронным двигателям требуется постоянный ток для создания поля в обмотках ротора; от асинхронных двигателей не требуется подавать ток на ротор.

• Синхронным двигателям требуются контактные кольца и щетки для подключения ротора к источнику питания. Асинхронные двигатели не требуют контактных колец.

• Синхронным двигателям требуются обмотки в роторе, в то время как асинхронные двигатели чаще всего строятся с токопроводящими шинами в роторе или используют короткозамкнутые обмотки для образования «беличьей клетки».

Синхронный двигатель

по сравнению с асинхронным двигателем —

Электродвигатели — это единицы оборудования, используемые для преобразования электричества в механическую энергию. Они используют электромагнетизм для работы, который облегчает взаимодействие между электрическим током и магнитным полем двигателя. Это взаимодействие создает крутящий момент в обмотке провода, который заставляет вал двигателя вращаться. Электродвигатели часто используются в таких приложениях, как электроинструменты, бытовая техника, вентиляторы, гибридные или электромобили, среди многих других.

В этом сообщении блога мы рассмотрим, как работают электродвигатели переменного тока (AC), а также различные различия между синхронными и асинхронными двигателями.

Как работает электродвигатель переменного тока?

Двигатель переменного тока специально преобразует переменный ток в механическую энергию с помощью процесса электромагнитной индукции. Эти двигатели используют статор и ротор для работы с переменным током, при этом статор остается неподвижным, а ротор вращается.

Могут использоваться одно- или трехфазные двигатели переменного тока, в зависимости от области применения.Трехфазные двигатели переменного тока идеально подходят для приложений, требующих массового преобразования энергии, в то время как в приложениях, где требуется преобразование небольшой мощности, как правило, используются однофазные двигатели переменного тока. Однофазные двигатели переменного тока находят широкое применение, например, в бытовых и коммерческих приборах.

Есть две основные категории двигателей переменного тока: синхронные и асинхронные. Эти типы отличаются скоростью вращения ротора по сравнению со скоростью статора.

Синхронный двигатель против асинхронного двигателя

Принципиальное различие между этими двумя двигателями состоит в том, что скорость ротора относительно скорости статора для синхронных двигателей равна, в то время как скорость ротора в асинхронных двигателях меньше, чем его синхронная скорость.Вот почему асинхронные двигатели также известны как асинхронные двигатели.

Асинхронный характер асинхронных двигателей создает скольжение — разницу между скоростью вращения вала и скоростью магнитного поля двигателя, — что позволяет увеличить крутящий момент. Эти двигатели получают питание от статора, а ротор индуцирует ток — отсюда и название «асинхронный» двигатель. Синхронные двигатели не испытывают скольжения, потому что статор и ротор синхронизированы и требуют внешнего источника питания переменного тока.

Синхронные двигатели имеют два электрических входа, что делает их машинами с двойным возбуждением.В трехфазных синхронных двигателях, как правило, трехфазный переменный ток или другой вход питает обмотку статора, необходимую для создания крутящего момента. В качестве источника питания ротора часто используется постоянный ток, который либо запускает, либо возбуждает ротор. Когда поля статора и ротора сцепляются вместе, двигатель работает синхронно. Эти двигатели используются в таких приложениях, как электростанции, производственные предприятия и управление напряжением в линиях электропередачи.

В отличие от синхронных двигателей, асинхронные двигатели могут запускаться, когда они подают питание на статор, что устраняет необходимость в источнике питания для возбуждения или запуска ротора.Эти двигатели также имеют конструкцию с короткозамкнутым ротором или с короткозамкнутым ротором, что привело к разработке таких типов двигателей, как асинхронные двигатели с конденсаторным пуском, асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором и двигатели с двойным короткозамкнутым ротором. Асинхронные двигатели находят применение в центробежных вентиляторах и компрессорах, конвейерах, токарных станках и лифтах.

Позвольте TLC помочь вам найти электрический двигатель для вашего приложения

Электродвигатели используются в широком диапазоне приложений, от энергоснабжения предприятий до небольших индивидуальных приложений, таких как бытовые приборы.Производители и поставщики электрических двигателей нуждаются в партнерах, которым они могут доверять для производства надежных деталей.

Thomson Lamination предлагает высококачественные штампованные компоненты для ламинирования электродвигателей. Мы можем производить большие объемы ламинирования ротора и статора с использованием металлов с высокой проводимостью для синхронных или асинхронных двигателей. Чтобы получить более подробную информацию о наших возможностях, свяжитесь с нами сегодня.

Вопрос: в чем разница между асинхронным двигателем и синхронным двигателем Pdf

Разница между трехфазным асинхронным двигателем и синхронным двигателем.Обмотка статора асинхронного двигателя питается от источника переменного тока. Синхронный двигатель всегда работает с синхронной скоростью, и скорость двигателя не зависит от нагрузки, но асинхронный двигатель всегда работает с меньшей синхронной скоростью.

В чем разница между синхронным и асинхронным двигателем PDF?

Синхронный двигатель — это машина, скорость ротора которой равна скорости магнитного поля статора. Асинхронный двигатель — это машина, ротор которой вращается со скоростью меньше синхронной.Синхронному двигателю требуется дополнительный источник постоянного тока для первоначального вращения ротора примерно до синхронной скорости.

В чем основное отличие синхронного двигателя от асинхронного?

Различия между синхронным двигателем и асинхронным двигателем

Синхронный двигатель Асинхронный двигатель
Синхронный двигатель — это тип двигателя переменного тока, который работает с синхронной скоростью. Асинхронный двигатель — это тип двигателя переменного тока, который работает со скоростью, меньшей, чем синхронная скорость.

Что подразумевается под синхронным?

1: происходит, существует или возникает в одно и то же время. 2: повторяющиеся или действующие точно в одни и те же периоды.

Где используется синхронный двигатель?

В диапазоне дробных лошадиных сил большинство синхронных двигателей используются там, где требуется точная постоянная скорость. Эти машины обычно используются в аналоговых электрических часах, таймерах и других устройствах, где требуется точное время. В промышленных масштабах большой мощности синхронный двигатель выполняет две важные функции.

Почему у двигателя высокий пусковой ток?

Почему высокие пусковые токи: Цепь сопротивления и реактивного сопротивления утечки состоит из сопротивления и реактивного сопротивления утечки статора и ротора асинхронного двигателя, соединенных последовательно. Сопротивление нагрузки (переменное) подключено последовательно к фиксированному сопротивлению ротора и статора. Во время пуска мотора скольжение будет равно единице.

Каков принцип работы синхронного двигателя?

Принцип работы синхронного двигателя Синхронный двигатель работает по принципу магнитной блокировки.Когда два полюса непохожих друг на друга сильных и непохожих магнитов сводятся вместе, между этими двумя полюсами возникает огромная сила извлечения. В таком состоянии говорят, что два магнита магнитно заблокированы.

Означает ли синхронность в прямом эфире?

Синхронная связь происходит без задержек. Синхронная связь — это двусторонняя связь, при которой участники могут общаться друг с другом в режиме реального времени.

В чем разница между синхронным двигателем и асинхронным двигателем?

Трехфазный синхронный двигатель — это машина с двойным возбуждением, тогда как асинхронный двигатель — это машина с одним возбуждением.Обмотка якоря синхронного двигателя питается от источника переменного тока, а его обмотка возбуждения — от источника постоянного тока. Обмотка статора асинхронного двигателя питается от источника переменного тока.

Как запускается синхронный двигатель?

Двигатель сначала запускается как асинхронный двигатель с контактным кольцом. Сопротивление постепенно снижается по мере того, как двигатель набирает скорость. Когда он достигает почти синхронной скорости, ротор возбуждается постоянным током, и он синхронизируется. Затем он начинает вращаться как синхронный двигатель.

Какие характеристики синхронного двигателя?

Основные характеристики синхронных двигателей

  • Синхронные двигатели по своей природе не являются самозапускающимися.
  • Скорость работы синхронизируется с частотой питающей сети и, следовательно, при постоянной частоте питающей сети они ведут себя как двигатели с постоянной скоростью независимо от условий нагрузки.

Какая формула синхронной скорости?

Синхронная скорость может быть рассчитана следующим образом: 120-кратная частота (F), деленная на количество полюсов (P): синхронная скорость уменьшается с увеличением количества полюсов.В таблице ниже показана синхронная скорость, связанная с различным количеством полюсов при частотах питания 50 Гц и 60 Гц: №

Что такое синхронная скорость и ее формула?

Синхронная скорость двигателя переменного тока определяется частотой источника и количеством полюсов. Число оборотов в минуту рассчитывается путем умножения частоты на 60 и деления на количество пар полюсов. Фактическая скорость асинхронного двигателя будет меньше синхронной скорости.

Какая единица измерения синхронной скорости?

N — скорость поля в оборотах в минуту (об / мин), n — полюса поля в оборотах в секунду (об / с), и. f — частота генерируемого напряжения в герцах.

Какие типы асинхронных двигателей?

Типы асинхронных двигателей

  • Асинхронные двигатели с разделенной фазой.
  • Асинхронный двигатель с конденсаторным пуском.
  • Конденсаторный пуск и конденсаторный асинхронный двигатель.
  • Асинхронный двигатель с экранированными полюсами.

Что такое синхронный процесс?

Синхронный процесс — это процесс, который может выполняться без прерывания от начала до конца. Workflow Engine выполняет процесс синхронно, если процесс включает в себя действия, которые могут быть выполнены немедленно, например, действия функций, которые не передаются фоновому механизму.

Каковы преимущества синхронного двигателя?

Преимущества синхронного двигателя

  • Преимущество использования синхронного двигателя заключается в возможности контролировать коэффициент мощности.
  • Скорость остается постоянной независимо от нагрузки в синхронных двигателях.
  • Синхронные двигатели имеют более широкий воздушный зазор, чем асинхронные двигатели, что делает их механически более стабильными.

Какой пример синхронного?

Что-то, что происходит в реальном времени. Примеры синхронной связи: обмен мгновенными сообщениями, видеоконференции, веб-камеры, MUD, MOO, чат, Second Life. Примеры асинхронной коммуникации: электронная почта, текстовые сообщения, группы новостей, списки рассылки, блоги, социальные сети.

В чем разница между асинхронным двигателем и синхронным двигателем с точки зрения пусковой скорости и коэффициента мощности?

Другие отличия Синхронным двигателям требуется дополнительный пусковой механизм для первоначального вращения ротора, близкого к синхронной скорости. Коэффициент мощности синхронного двигателя можно отрегулировать на отстающий, единичный или опережающий, изменяя возбуждение, тогда как асинхронный двигатель всегда работает с запаздывающим коэффициентом мощности.

Что такое синхронная скорость?

: определенная скорость для машины переменного тока, которая зависит от частоты цепи питания, потому что вращающийся элемент проходит через одну пару полюсов для каждого изменения переменного тока.

Почему он называется синхронным двигателем?

Следовательно, ротор вращается с той же скоростью, что и вращающееся магнитное поле. Это связано с тем, что двигатель называется синхронным двигателем. Это двигатель с постоянной скоростью, потому что, несмотря на увеличение нагрузки, двигатель работает с той же синхронной скоростью.

Как определить синхронный двигатель?

Скорость вращающегося поля статора называется синхронной скоростью. Частота источника питания и количество полюсов машины определяют синхронную скорость.Синхронный двигатель — это двигатель, в котором ротор вращается с той же скоростью, что и вращающееся магнитное поле в статоре.

Вопрос: в чем разница между асинхронным двигателем и синхронным двигателем Pdf 2

Разница между трехфазным асинхронным двигателем и синхронным двигателем. Трехфазный синхронный двигатель — это машина с двойным возбуждением, тогда как асинхронный двигатель — это машина с одним возбуждением. Обмотка якоря синхронного двигателя питается от источника переменного тока, а его обмотка возбуждения — от источника постоянного тока.

В чем разница между асинхронным двигателем и синхронным двигателем?

Синхронным двигателям требуется дополнительный источник постоянного тока для питания обмотки ротора. Асинхронные двигатели не требуют дополнительного источника питания. Синхронным двигателям требуется дополнительный пусковой механизм для первоначального вращения ротора примерно до синхронной скорости. В асинхронных двигателях пусковой механизм не требуется.

В чем разница между асинхронным двигателем и синхронным двигателем PDF?

Электромагнитный двигатель, преобразующий электрическую энергию в механическую работу с переменной скоростью, называется «асинхронным двигателем».Синхронный двигатель работает с синхронной скоростью. Асинхронный двигатель работает с несинхронной скоростью. Синхронный двигатель работает по принципу «магнитной блокировки».

В чем разница между синхронным и асинхронным двигателем PDF?

Синхронный двигатель — это машина, скорость ротора которой равна скорости магнитного поля статора. Асинхронный двигатель — это машина, ротор которой вращается со скоростью меньше синхронной. Синхронный двигатель не имеет пробуксовки.

В чем разница между синхронным двигателем и синхронным генератором?

Синхронный генератор — это, по сути, та же машина, что и синхронный двигатель. Магнитное поле ротора создается постоянным током или постоянными магнитами. Выходная частота асинхронного генератора немного (обычно примерно на 2 или 3%) ниже, чем частота, рассчитанная из f = RPM x p / 120.

В чем заключается главный недостаток синхронных двигателей?

Недостатки или недостатки: Синхронные двигатели требуют возбуждения постоянным током, которое должно подаваться от внешних источников.Синхронные двигатели по своей сути не являются самозапускающимися двигателями, и для их пуска и синхронизации требуется определенное устройство. Стоимость киловаттной мощности обычно выше, чем у асинхронных двигателей.

Каков принцип работы синхронного двигателя?

Принцип работы синхронного двигателя можно понять, если учесть, что обмотки статора должны быть подключены к трехфазному источнику переменного тока. Влияние тока статора заключается в создании магнитного поля, вращающегося со скоростью 120 f / p оборотов в минуту для частоты f герц и для p полюсов.

Какая польза от синхронного двигателя?

Синхронные двигатели обычно используются в приложениях, в которых требуется постоянная и точная скорость. Типичное применение этих маломощных двигателей — позиционирующие машины. Они также используются в приводах роботов. Синхронные двигатели также используются в шаровых мельницах, часах, проигрывателях и вертушках.

Как узнать, синхронен ли двигатель?

Скорость вращающегося поля статора называется синхронной скоростью.Частота источника питания и количество полюсов машины определяют синхронную скорость. Синхронный двигатель — это двигатель, в котором ротор вращается с той же скоростью, что и вращающееся магнитное поле в статоре.

Какие типы асинхронных двигателей?

Типы асинхронных двигателей Асинхронный двигатель с расщепленной фазой. Конденсаторный асинхронный двигатель. Конденсаторный пуск и конденсаторный асинхронный двигатель. Асинхронный двигатель с экранированными полюсами.

Какие типы асинхронных двигателей?

Трехфазный асинхронный двигатель (асинхронный двигатель) Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором.Асинхронный двигатель с контактным кольцом или двигатель с фазным ротором.

Что такое синхронная и асинхронная скорость?

Синхронный двигатель — это тип двигателя переменного тока, который работает с синхронной скоростью. Асинхронный двигатель — это тип двигателя переменного тока, который работает на скорости ниже синхронной. Он работает по принципу магнитной блокировки между полем ротора и статора.

Что такое синхронная скорость?

Синхронная скорость — это скорость вращения магнитного поля в обмотке статора двигателя.Это скорость, с которой электродвижущая сила создается переменной машиной. Синхронная скорость задается соотношением, показанным ниже.

Каков принцип работы синхронного генератора?

Принцип работы синхронного генератора — электромагнитная индукция. Если существует относительное движение между потоком и проводниками, то в проводниках индуцируется ЭДС.

Какие два типа синхронных генераторов?

Типы синхронных машин Гидрогенераторы: Генераторы, приводимые в действие гидравлическими турбинами, называются гидрогенераторами.Они работают на более низких скоростях менее 1000 об / мин. Турбогенераторы: это генераторы, приводимые в действие паровыми турбинами. Генераторы с приводом от двигателя: они приводятся в действие двигателями внутреннего сгорания.

Можно ли использовать синхронный двигатель в качестве генератора?

РИСУНОК 2 Синхронная машина, работающая как генератор. Для работы машины в качестве генератора ротор приводится в движение первичным двигателем. Предполагая, что он подключен к энергосистеме, синхронный генератор может получать возбуждение от поля постоянного тока или через обмотку якоря.

Какие основные части синхронного двигателя?

Конструкция синхронных двигателей Синхронный двигатель обычно состоит из двух частей: статора — неподвижной части машины, несущей обмотку якоря, в которой генерируется напряжение, и ротора — вращающейся части машины, которая производит поток основного поля.

Какие особенности синхронного двигателя?

Основные характеристики синхронных двигателей Синхронные двигатели по своей природе не запускаются автоматически.Скорость работы синхронизирована с частотой питания, и, следовательно, при постоянной частоте питания они ведут себя как двигатели с постоянной скоростью независимо от состояния нагрузки.

Почему синхронные двигатели не запускаются автоматически?

Синхронные двигатели больше определенного размера не являются двигателями с самозапуском. Это свойство связано с инерцией ротора; он не может мгновенно следить за вращением магнитного поля статора. Как только ротор приближается к синхронной скорости, возбуждается обмотка возбуждения, и двигатель синхронизируется.

В чем принцип двигателя?

Принцип работы электродвигателя основан на проводнике с током, который создает вокруг себя магнитное поле. Проводник с током помещают перпендикулярно магнитному полю так, чтобы он испытывал силу.

Как запускается синхронный двигатель?

Двигатель сначала запускается как асинхронный двигатель с контактным кольцом. Сопротивление постепенно снижается по мере того, как двигатель набирает скорость. Когда он достигает почти синхронной скорости, ротор возбуждается постоянным током, и он синхронизируется.Затем он начинает вращаться как синхронный двигатель.

Почему скорость синхронного двигателя постоянна?

При подаче напряжения 60 Гц (или 50 Гц) двигатель вращается с одной скоростью, которая зависит от количества полюсов. Эта скорость вращения будет постоянной при различных механических нагрузках, вплоть до отказа двигателя (или муфты), следовательно, это двигатель с «постоянной скоростью».

Разница между синхронным двигателем и асинхронным двигателем

Двигатели переменного тока

делятся на два типа: синхронные двигатели и асинхронные двигатели, которые также называются асинхронными двигателями.Самая большая разница между синхронными двигателями и асинхронными двигателями (асинхронными двигателями) заключается в том, соответствует ли скорость ротора скорости вращающегося магнитного поля в статоре. Если скорость вращения ротора и скорость возбуждения статора одинаковы, это называется синхронным двигателем; в противном случае это асинхронный двигатель. Кроме того, между ними есть большие различия, связанные с параметрами производительности и приложениями.

Различия в конструкции
Обмотки статора синхронных и асинхронных двигателей похожи, и основное различие заключается в конструкции ротора.В роторе синхронного двигателя имеются обмотки возбуждения постоянного тока, на которые необходимо подавать внешнюю мощность возбуждения, вводимую через контактное кольцо. Однако в обмотках ротора асинхронного двигателя имеется короткое замыкание, которое производит ток за счет электромагнитной индукции. Напротив, синхронные двигатели более сложны и дороги.

  • Статор
    Компоненты статора синхронного двигателя в основном такие же, как и у асинхронных двигателей, они принимают, выводят электрическую энергию и создают вращающееся магнитное поле.По форме результата особой разницы нет. Статоры синхронного и асинхронного двигателей состоят из магнитного сердечника статора, проводящих трехфазных обмоток переменного тока, основания для фиксирующего сердечника, крышки зажимов и т. Д.
  • Ротор
    Синхронный двигатель: полюсный сердечник ротора покрыт стальными листами, в которые вставлены стальные пластины. На полюсный сердечник устанавливаются обмотки возбуждения, намотанные изолированными медными проводами. Для синхронного двигателя с постоянными магнитами постоянный магнит на роторе является ключевым фактором, отличающим его от других двигателей.
    Асинхронный двигатель: ротор состоит из стального сердечника и обмоток, он изготовлен из ламинированных стальных листов и установлен на вращающемся валу. Ротор бывает двух типов: с короткозамкнутым ротором и намотанный. Асинхронный двигатель с обмоткой также оснащен контактным кольцом и щеточным механизмом.

Разница в работе
1. Синхронный двигатель
Синхронный двигатель вращается за счет взаимодействия между вращающимся магнитным полем, создаваемым включенными обмотками статора, и магнитным полем, создаваемым ротором.В синхронном двигателе с постоянными магнитами он вращается за счет крутящего момента, создаваемого взаимодействием между вращающимся магнитным полем статора и вторичным магнитным полем ротора. Что касается обмотки ротора, то она не наводит ток при нормальном вращении двигателя, а также не участвует в работе. Он служит только для запуска мотора.
В установившемся режиме синхронного двигателя существует постоянная зависимость между скоростью вращения ротора и частотой сети:
N = Ns = 120f / p
f — частота сети, p — число полюсов двигателя, Ns — синхронная скорость.
2. Асинхронный двигатель
Сердечник статора трехфазного асинхронного двигателя заделан трехфазными симметричными обмотками. После включения между статором и ротором возникает вращающееся магнитное поле, которое вращается с синхронной скоростью. Стержень ротора разрезается вращающимся магнитным полем, в котором возникает индуцированный ток. На стержень включенного ротора воздействует электромагнитная сила во вращающемся магнитном поле, таким образом, ротор преодолевает вращение момента нагрузки и ускоряет свое вращение.Когда электромагнитный момент равен моменту нагрузки, двигатель вращается с постоянной скоростью. Скорость вращения асинхронного двигателя
(скорость статора) ниже, чем скорость вращения магнитного поля, и эта разница называется «скольжением» и выражается в процентах от синхронной скорости:
S = (Ns-N) / Ns.
S — скольжение, Ns — скорость магнитного поля, N — скорость ротора.

Разница в применении
Синхронные двигатели в основном используются в больших генераторах, в то время как асинхронные двигатели почти используются в качестве двигателей для привода машин.
Для синхронного двигателя коэффициент мощности можно гибко регулировать возбуждением. Однако коэффициент мощности асинхронного двигателя не регулируется, поэтому на некоторых крупных заводах для более применяемых асинхронных двигателей можно добавить синхронный двигатель в качестве модификатора фазы, чтобы отрегулировать коэффициенты мощности завода и интерфейса сети. Однако из-за высокой стоимости синхронных двигателей и большого объема технического обслуживания в настоящее время обычно используются конденсаторы для компенсации коэффициента мощности. Синхронный двигатель
работает не так просто, как асинхронный двигатель, потому что синхронный двигатель имеет обмотку возбуждения и контактное кольцо, требующие высокоуровневого управления возбуждением.Кроме того, по сравнению с необслуживаемым асинхронным двигателем, работа по обслуживанию синхронного двигателя велика. Поэтому в качестве двигателя чаще всего выбирают асинхронный двигатель.

Разница между асинхронным двигателем и синхронным двигателем

Двигатели переменного тока делятся на два типа: синхронный двигатель и асинхронный двигатель, также называемый асинхронным двигателем. Самая большая разница заключается в том, соответствует ли скорость ротора скорости вращающегося магнитного поля в статоре.Если скорость вращения ротора и поля статора одинаковы, это называется синхронным двигателем, а если нет, то называется асинхронным двигателем. Давайте глубже познакомимся с разницей между асинхронным и синхронным двигателем.

Ключевые различия между асинхронным двигателем и синхронным двигателем приведены ниже.

  • Синхронный двигатель — это машина с двойным возбуждением, тогда как асинхронный двигатель — это машина с одним возбуждением.
  • Обмотка якоря синхронного двигателя питается от источника переменного тока, а ее обмотка возбуждения — от источника постоянного тока в синхронном двигателе, в то время как обмотка статора асинхронного двигателя питается от источника переменного тока в асинхронном двигателе.
  • Синхронным двигателям требуется дополнительный источник постоянного тока для питания обмотки ротора, а асинхронный двигатель не требует дополнительного источника питания.
  • Синхронный двигатель более эффективен, чем асинхронный двигатель с такой же выходной мощностью и номинальным напряжением.
  • Синхронный двигатель дороже, чем асинхронный двигатель с такой же выходной мощностью и номинальным напряжением.
  • Синхронный двигатель всегда работает с синхронной скоростью, и скорость двигателя не зависит от нагрузки, но асинхронный двигатель всегда работает с меньшей синхронной скоростью.Скорость асинхронного двигателя уменьшается при увеличении нагрузки.
  • Асинхронный двигатель имеет самозапускающийся момент, с другой стороны, синхронный двигатель не самозапускается. Перед синхронизацией с источником переменного тока он должен быть каким-либо образом доведен до синхронной скорости.
  • Контактные кольца и щетки необходимы в синхронных двигателях, но не в асинхронных двигателях.
  • В дополнение к прилагаемому крутящему моменту синхронный двигатель может использоваться для корректировки коэффициента мощности для управления механической нагрузкой, в то время как асинхронный двигатель используется только для управления механической нагрузкой.
  • Синхронный двигатель может работать с запаздывающей и опережающей мощностью, изменяя его возбуждение, а асинхронный двигатель работает только с запаздывающим коэффициентом мощности. Коэффициент мощности асинхронного двигателя становится очень низким при малых нагрузках.

Дополнительная информация:

Двигатели переменного тока делятся на два типа: синхронный двигатель и асинхронный двигатель, также называемый асинхронным двигателем. Самая большая разница заключается в том, соответствует ли скорость ротора скорости вращающегося магнитного поля в статоре.Если скорость вращения ротора и поля статора одинаковы, это называется синхронным двигателем, а если нет, то называется асинхронным двигателем. Давайте глубже познакомимся с разницей между асинхронным и синхронным двигателем.

Ключевые различия между асинхронным двигателем и синхронным двигателем приведены ниже.

  • Синхронный двигатель — это машина с двойным возбуждением, тогда как асинхронный двигатель — это машина с одним возбуждением.
  • Обмотка якоря синхронного двигателя питается от источника переменного тока, а ее обмотка возбуждения — от источника постоянного тока в синхронном двигателе, в то время как обмотка статора асинхронного двигателя питается от источника переменного тока в асинхронном двигателе.
  • Синхронным двигателям требуется дополнительный источник постоянного тока для питания обмотки ротора, а асинхронный двигатель не требует дополнительного источника питания.
  • Синхронный двигатель более эффективен, чем асинхронный двигатель с такой же выходной мощностью и номинальным напряжением.
  • Синхронный двигатель дороже, чем асинхронный двигатель с такой же выходной мощностью и номинальным напряжением.
  • Синхронный двигатель всегда работает с синхронной скоростью, и скорость двигателя не зависит от нагрузки, но асинхронный двигатель всегда работает с меньшей синхронной скоростью.Скорость асинхронного двигателя уменьшается при увеличении нагрузки.
  • Асинхронный двигатель имеет самозапускающийся момент, с другой стороны, синхронный двигатель не самозапускается. Перед синхронизацией с источником переменного тока он должен быть каким-либо образом доведен до синхронной скорости.
  • Контактные кольца и щетки необходимы в синхронных двигателях, но не в асинхронных двигателях.
  • В дополнение к прилагаемому крутящему моменту синхронный двигатель может использоваться для корректировки коэффициента мощности для управления механической нагрузкой, в то время как асинхронный двигатель используется только для управления механической нагрузкой.
  • Синхронный двигатель может работать с запаздывающей и опережающей мощностью, изменяя его возбуждение, а асинхронный двигатель работает только с запаздывающим коэффициентом мощности. Коэффициент мощности асинхронного двигателя становится очень низким при малых нагрузках.

Дополнительная информация:

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 — это электродвигатель переменного тока, в котором электрический ток в роторе создается за счет электромагнитной индукции из 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 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. Затем это создает вращающееся магнитное поле. Внутренний ротор прикреплен к выходному валу, который создает второе вращающееся магнитное поле. Магнитное поле ротора может создаваться постоянными магнитами, реактивным сопротивлением или электрическими обмотками постоянного или переменного тока.

В синхронном электродвигателе вращение вала синхронизировано с частотой питающего тока.Период вращения в точности 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 с колебаниями 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 — это электродвигатель переменного тока, в котором электрический ток в роторе создается за счет электромагнитной индукции из магнитного поля обмотки статора.Асинхронный двигатель также известен как асинхронный двигатель. Ротор асинхронного двигателя может быть как намотанный, так и с короткозамкнутым ротором.

В отличие от больших синхронных двигателей, асинхронный двигатель не требует механической коммутации, раздельного возбуждения или самовозбуждения энергии, передаваемой 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 использует индукцию тока для создания магнитного поля ротора.Асинхронный двигатель, с другой стороны, требует «скольжения» для индукции тока 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 — это электродвигатель переменного тока, в котором в установившемся режиме вращение вала синхронизируется с частотой питающего тока.

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

Содержит

Электромагниты переменного тока многофазные на статоре двигателя

Синхронная скорость

Работает при об / мин = 120f / p

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

Возбуждение постоянным током

Синхронные двигатели требуют подачи постоянного тока на обмотки ротора

Асинхронные двигатели не требуют подачи постоянного тока на обмотки ротора

Источник питания постоянного тока

Синхронным двигателям требуется источник постоянного тока для возбуждения ротора.

Асинхронным двигателям

не требуется источник постоянного тока для возбуждения ротора.

Возбуждение ротора

Синхронным двигателям требуются контактные кольца и щетки для возбуждения ротора.

Для асинхронных двигателей

не требуются контактные кольца, но некоторые асинхронные двигатели имеют их для плавного пуска или регулирования скорости.

Обмотки ротора

Для синхронных двигателей требуются обмотки ротора

Асинхронные двигатели

чаще всего конструируются с токопроводящими шинами 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 могут запускаться простым приложением питания, но для однофазных двигателей требуется дополнительная цепь запуска.

Коэффициент мощности

Коэффициент мощности синхронного двигателя можно настроить на отстающий, единичный или опережающий

Асинхронные двигатели всегда должны работать с отстающим коэффициентом мощности.

Эффективность

Синхронные двигатели обычно более эффективны, чем асинхронные.

Асинхронные двигатели обычно менее эффективны, чем синхронные.

Наклейка

Синхронные двигатели

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

Асинхронные двигатели содержат скольжение.

Размер

Синхронные двигатели обычно изготавливаются только типоразмерами 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 производятся и обычно используются в быту.

Используется в

Приложения для измерения времени, такие как синхронные часы, таймеры в приборах, магнитофонах и точных сервомеханизмах

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 синхронными и асинхронными двигателями

Авг.16, 2021

Электродвигатель — это машина, которая преобразует электрическую энергию в механическую для выполнения механических операций. Есть два типа двигателей переменного тока; двигатели синхронные и асинхронные двигатели . Оба они имеют некоторое сходство, но сильно отличаются по принципу действия 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 вращающегося магнитного поля RMF. Статор состоит из ряда обмоток, которые создают переменное магнитное поле при подаче входного переменного тока. Это магнитное поле вращается вокруг ротора.

Относительная разница между полем вращения статора и скоростью ротора называется скольжением. Если двигатель имеет нулевое скольжение или если скорость ротора такая же, как вращающееся магнитное поле статора, двигатель называется синхронным двигателем переменного тока.Если двигатель переменного тока имеет скольжение или существует 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 использованием внешнего источника постоянного тока через контактные кольца или постоянных магнитов .

Ротор предназначен для создания магнитных полюсов, равных полюсам статора или целому кратному числу полюсов 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, которая зависит от частоты источника питания и количества 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 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 скольжения между скоростями его статора и ротора.

Ротор асинхронного двигателя представляет собой ротор с проволочной обмоткой и короткозамкнутым ротором.Ротор с короткозамкнутым ротором состоит из тяжелых медных стержней, соединенных на конце, которые электрически закорочены между собой токопроводящими кольцами. Ротор с проволочной обмоткой состоит из множества обмоток поверх стального многослойного железного сердечника.

Вращающееся магнитное поле статора индуцирует индуцированный ток в роторе. Этот индуцированный ток течет внутри ротора и создает собственное магнитное поле.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.