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三相异步电机与同步电机的区别
来源:昆山市博科鑫源电子设备有限公司 | 发布日期:2021-04-28

三相异步电动机与同步电动机的区别

三相异步电动机是感应电动机。在将电流施加到定子之后,部分磁通量会通过短路回路并在其中产生电流。短路环中的电流阻碍了磁通量的变化,从而使具有短路环的部分和没有短路环的部分产生的磁通具有相位差,从而形成旋转磁场地。通电后,转子绕组会由于磁场和旋转磁场之间的相对运动而感应电动势和电流,也就是说,旋转磁场和转子具有相对速度,并与磁场相互作用,从而产生电磁转矩,使转子旋转并实现能量转换。

电机分类

1。按工作功率分类

根据电动机的不同工作功率,可分为直流电动机和交流电动机。其中,交流电动机也分为单相电动机和三相电动机。

2。按结构和工作原理分类

根据电动机的不同结构和工作原理,可以分为直流电动机,异步电动机和同步电动机。

同步电动机也可以分为永磁同步电动机,磁阻同步电动机和磁滞同步电动机。

异步电动机可以分为感应电动机和交流换向电动机。感应电动机分为三相异步电动机,单相异步电动机和阴影极异步电动机。交流换向器电动机分为单相串联电动机,交直流两用电动机和斥力电动机。

直流电动机根据其结构和工作原理可分为无刷直流电动机和有刷直流电动机。有刷直流电动机可分为永磁直流电动机和电磁直流电动机。电磁直流电动机分为串联励磁直流电动机,并联励磁直流电动机,单独励磁直流电动机和复合励磁直流电动机。永磁直流电动机分为稀土永磁直流电动机,铁氧体永磁直流电动机和Alnico永磁直流电动机。

3。按启动和运行模式分类

根据电动机的不同启动和运行模式,它可以分为电容器启动单相异步电动机,电容器运行单相异步电动机,电容器启动单相异步电动机和分相单相异步电动机。

4。按目的分类

它可以分为驱动马达和控制马达。

驱动电机分为电动工具(包括钻孔,抛光,抛光,切槽,切割,铰孔等工具),电器(包括洗衣机,电风扇,冰箱,空调,录音机等)。录像机,DVD播放机,吸尘器,照相机,吹风机,电动剃须刀等的电动机,以及其他通用小型机械设备(包括各种小型机床,小型机械,医疗设备,电子仪器等)的电动机。

控制马达分为步进马达和伺服马达。

5。根据转子的结构

根据转子的结构,电动机可分为笼式感应电动机(旧标准称为鼠笼式异步电动机)和绕线转子感应电动机(旧标准称为绕线异步电动机)

6。按运行速度分类

根据电动机的不同运行速度,它们可以分为高速电动机,低速电动机,恒速电动机和调速电动机。

低速电动机分为齿轮减速电动机,电磁减速电动机,转矩电动机和爪极同步电动机。

除了变速电动机可以分为步进恒速电动机,无级恒速电动机,步进变速电动机和无级变速电动机外,还可以分为电磁调速电动机,直流调速电动机和PWM频率控制电机。调速电动机和开关磁阻调速电动机。

异步电动机的转子速度始终略低于旋转磁场的同步速度。

同步电动机的转子速度与负载无关,并且始终保持同步速度。

基本工作流程:

(1)当三相异步电动机连接到三相交流电源(电角度的相位差为120度)时,三相定子绕组流过三相磁通势由三相对称电流(定子旋转磁势)产生并产生旋转磁场,旋转磁场沿定子和转子的内部圆形空间沿顺时针方向旋转,同步速度为n0。

(2)旋转磁场和转子导体具有相对的切削运动。根据电磁感应原理,转子导体(转子绕组为闭合路径)产生感应电动势和感应电流(感应电动势的方向由右手法则确定。

(3)根据电磁力定律,在感应电动势的作用下,转子导体中将产生与感应电动势的方向基本一致的感应电流。在定子作用下产生的磁场中受到电磁力作用(力的方向由左手定则确定),该电磁力在电动机转子轴上形成电磁转矩,从而驱动电动机转子旋转沿着旋转磁场的方向,当在电机轴上施加机械负载时,它会输出机械能,因为不存在。短路环,电动机的旋转方向与旋转磁场的方向相同。

为什么要使用异步电动机

因为三相异步电动机的转子线圈中的感应电流是由于转子导体和磁场的相对运动而产生的。三相异步电动机的转子速度将不会与旋转磁场同步,更不用说超过旋转磁场的速度了。如果三相异步电动机的转子速度等于旋转磁场的速度,则磁场与转子之间就没有相对运动,并且导体不能切断磁力线。因此,在转子线圈中将不产生感应电势和电流。在磁场中,异步电动机的转子导体将不会受到电磁力的作用而使转子旋转。因此,三相异步电动机的转子转速不能与旋转磁场相同,并且总是小于旋转磁场的同步速度。但是,在特殊操作模式下(例如动态制动),三相异步电动机的转子速度可能大于同步速度。

三相异步电动机的扭矩

对称的三相绕组被馈入对称的三相电流,以产生旋转磁场。磁力线切断转子绕组。根据电磁感应原理,在转子绕组中会产生e和i。转子绕组在磁场中承受电磁力。电磁转矩使转子旋转,转子输出机械能,带动机械负载旋转。

在交流电动机中,当定子绕组通过交流电流时,会形成电枢磁通势,这对电动机的能量转换和运行性能产生很大影响。因此,三相交流绕组连接到三相交流以产生脉动磁动势。可以将磁动势分解为两个振幅相同,速度相反的旋转磁动势之和,从而在气隙中建立正向和反向。磁场和。这两个旋转磁场切割转子导体,并分别在转子导体中产生感应电动势和感应电流。

电流与磁场相互作用,产生正负电磁转矩。正向电磁转矩试图使转子正向旋转;反向电磁转矩试图使转子反向。这两个转矩的叠加是驱动电动机旋转的合成转矩。

三相异步电动机转速

p三相交流电被施加到电动机的定子上,以产生转速为n0的旋转磁场。在相同频率f = 50Hz的交流电作用下,不同数量的磁极对p将产生不同的同步速度n0,n0 = 60f / p。

电动机的转子速度小于旋转磁场的速度,这与感应电动机基本相同。 s =(ns-n)/ ns。 s是滑移率,

ns是磁场速度,n是转子速度。

三相异步电动机的类型

根据转子结构的不同,三相异步电动机可以分为笼型和绕组型两种。

带有笼形转子的异步电动机结构简单,运行可靠,重量轻且价格低廉,已被广泛使用。主要缺点是调速困难。

绕制式三相异步电动机的转子和定子还配备有三相绕组,并通过滑环和电刷连接到外部压敏电阻。调节变阻器的电阻可以改善电动机的启动性能并调节电动机的速度。

三相异步电动机的特点:

优点:与单相异步电动机相比,三相异步电动机结构简单,制造方便,运行性能好,可节省各种材料,价格便宜。

缺点:功率因数滞后,轻载功率因数低,调速性能稍差。

使用三相异步电动机

三相异步电动机功率大,主要制成大型电动机。它通常用于具有三相电源的大型工业设备中。首先要注意的是,三相异步电动机仅用于电动机,而很少用作发电机。它们都是用于发电的同步电动机。

对于功率低于1kW的低功率三相异步电动机,它不仅可以用于三相运行,而且还可以用于单相运行。

三相异步电动机几种调速方法的比较

三相异步电动机的速度公式为:n = 60f / p(1-s)

从上式可以看出,改变电源频率f,电动机的极对数和滑差率s可以达到改变速度的目的。从调速性质的角度来看,不同的调速方法无非就是改变交流电机的同步速度或不改变同步旋转。

不改变同步速度的速度调节方法已广泛用于生产机械中,包括绕组电动机转子的串联电阻速度调节,斩波器速度调节,级联速度调节以及电磁滑动离合器的应用,液力偶合器,调速器诸如油膜离合器的调节。同步速度的变化包括改变定子中极对数的多速电动机,改变定子电压和频率的变频调速以及无换向的电动机调速。

从调速过程中的能耗来看,高效调速方法有两种,低效调速方法有两种:高效调速意味着滑差率保持不变,因此存在无滑差。变频调速和调速方法可以恢复滑差(如级联调速等)。具有滑差损失的速度控制方法是无效的速度控制。例如,转子串联电阻调速方法,能量损失在转子电路中;电磁离合器调速方法,能量损失在离合器线圈中。在液力偶合器的速度控制方法中,能量损失在液力偶合器的油中。一般而言,滑移损耗随着速度控制范围的扩大而增加。如果调速范围不大,则能量损失很小。

一、变极对数调速方法

这种调速方法是通过改变定子绕组的红色连接来改变笼型电动机的定子极对,从而达到调速的目的。特点如下:

具有较硬的机械性能和良好的稳定性;

无滑差,效率高;

接线简单,控制方便,价格低廉;

调速步骤多,相差较大,无法获得平稳的调速;

它可与压力调节和速度调节以及电磁滑动离合器结合使用,从而获得更高效率的平稳速度调节特性。

此方法适用于不需要无级调速的生产机械,例如金属切削机床,电梯,起重设备,风扇,水泵等。

二、变频调速方法

变频调速是一种调速方法,它可以改变电动机定子电源的频率,从而改变其同步速度。变频调速系统的主要设备是提供变频电源的逆变器。逆变器可分为两类:AC-DC-AC逆变器和AC-AC逆变器。目前,大多数家用AC-DC-AC逆变器都在使用。其特点:

效率高,在调速过程中没有其他损失;

它具有广泛的应用范围,可用于笼型异步电动机;

大速度范围,坚硬特性和高精度;

技术复杂,成本高,维护检查困难。

该方法适用于需要高精度和良好调速性能的场合。

三、级联调速方法

串联调速是指在绕线电动机的转子电路中串联连接一个可调的附加电势,以改变电动机的滑差并达到调速的目的。大部分滑差功率被串联的附加电势吸收,然后用于生成其他设备,以将吸收的滑差功率返回到电网或转换能量以供使用。根据滑差功率的吸收和利用方式,级联速度控制可分为电动机级联速度控制,机械级联速度控制和晶闸管级联速度控制。晶闸管级联速度控制是最常用的。其特点是:

调速过程中的滑差可以高效地反馈到电网或生产机械上。

设备的容量与调速范围成正比,节省了投资,适用于调速范围为额定转速的70%-90%的生产机械;

调速装置发生故障时,可以切换为全速运行,避免生产停工;

晶闸管级联调速的功率因数较低,谐波的影响较大。

此方法适用于风扇,水泵,轧钢机,矿山提升机和挤出机。

四、绕线电机的转子串电阻调速方法

绕线式异步电动机的转子与附加电阻串联连接,这会增加电动机的转差率,并且电动机会以较低的速度运行。串联连接的电阻越大,电动机的速度越低。该方法设备简单,控制方便,但滑移功率以热的形式消耗在电阻中。这是具有较弱机械特性的分步调速。

五、定子电压和速度调节方法

当改变电动机的定子电压时,可以获得一组不同的机械特性曲线以获得不同的速度。由于电动机的转矩与电压的平方成正比,因此最大转矩下降很多,并且其调速范围较小,因此很难使用普通的笼式电动机。为了扩大调速范围,应使用转子电阻值较大的笼型电动机来进行电压调节和速度调节,例如用于电压调节和速度调节的转矩电动机,或与电动机串联的频率敏感电阻器。绕线电机。为了扩大稳定运行的范围,当速度大于2:1时应采用反馈控制,以达到自动调节速度的目的。

电压调节和速度调节的主要设备是可以提供电压变化的电源。目前,常用的调压方法包括串联饱和电抗器,自耦变压器和晶闸管调压。晶闸管调压方法是最好的。调压调速的特点:

调压调速电路简单易实现自动控制;

在电压调节过程中,转差功率以热的形式消耗在转子电阻中全自动同轴剥线机,效率低。

电压和速度调节通常适用于100KW以下的生产机械。

六、电磁调速电动机的调速方法

电磁调速电动机由三部分组成:笼型电动机,电磁滑动离合器和直流励磁电源(控制器)。直流励磁电源功率低,通常由单相半波或全波晶闸管整流器组成。改变晶闸管的导通角可以改变励磁电流的大小。

电磁滑动离合器由三部分组成:电枢,磁极和励磁绕组。电枢与后者没有机械连接,并且可以自由旋转。电动机的电枢和转子同轴连接,称为活动部分,由电动机驱动。磁极与负载轴作为从动部件对接。当电枢和磁极都静止时,如果励磁绕组由直流电激励,则沿气隙的圆周表面将形成几对具有N和S极性的交变磁极,并且磁通量将通过电枢。当电枢通过拖动电动机旋转时,由于电枢和磁极之间的相对运动全自动同轴剥线机,电枢会产生涡流。该涡流与磁通相互作用以产生转矩,该转矩驱动带磁极的转子沿相同方向旋转。该速度始终低于电枢速度N1。这是滑移速度调节方法。改变滑动离合器的直流励磁电流可以改变离合器的输出扭矩和速度。电磁调速电机的调速特性:

设备结构和控制电路简单,运行可靠,维护方便;

平稳的调速,无级调速;

对电网的不和谐影响;

速度损失大,效率低。

此方法适用于需要平滑动和短期低速运行的中小功率生产机械。

七、液力偶合器速度调整方法

液压联轴器是一种液压传动装置,通常由泵轮和涡轮机组成,它们统称为工作轮,并放置在密封的壳体中。壳体中充满了一定量的工作流体。当泵轮在原动机的驱动下旋转时,其中的液体被叶片驱动旋转,而当其在离心力的作用下沿着泵轮的外圈进入涡轮时,则处​​于旋转方向相同。给涡轮机叶片施加推力,以驱动生产机械运行。液力偶合器的动力传递能力与壳体中的相对填充量一致。在工作过程中,改变填充率可以改变联轴器的涡轮速度,并实现无级调速。其特点是:

功率适应范围大,可以满足数十千瓦至数千千瓦不同功率的需求;

结构简单,工作可靠,使用维护方便,成本低;

体积小,容量大;

方便的控制和调整,易于实现自动控制。

此方法适用于风扇和水泵的速度调节

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