Классификация двигателей 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 синхронному генератору. 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.
Принцип работы синхронного двигателя включает в себя (кратковременно) и асинхронный режим, который обычно применяют для разгона до необходимой (то есть номинальной) скорости вращения. В это время индукторные обмотки замыкаются накоротко или посредством реостата. После достижения необходимой скорости индуктор начинают питать постоянным током.
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:
Асинхронный двигатель
Данный вид устройста представляет механизм, направленный на трансформацию электрической энергии переменного тока 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 синхронный двигатель 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.
Разница Между 2020
Ключевая разница: Синхронные двигатели и асинхронные двигатели являются наиболее широко используемыми типами двигателей переменного тока. В синхронном электродвигателе вращение вала синхронизировано с
Содержание:
Ключевая разница: 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 электромагнитной индукцией от 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 стационарного статора и внутреннего ротора. Синхронные двигатели и асинхронные двигатели являются наиболее широко используемыми типами двигателей переменного тока.В синхронном электродвигателе вращение вала синхронизировано с частотой питающего тока. Период вращения точно 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 вместе с колебаниями тока в линии. 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 электромагнитной индукцией от магнитного поля обмотки статора. Асинхронный двигатель также известен как асинхронный двигатель. Ротор в асинхронном двигателе может быть намотанного или короткозамкнутого типа.
В отличие от больших синхронных двигателей, асинхронный двигатель не требует механической коммутации, раздельного возбуждения или самовозбуждения для энергии, передаваемой от статора к ротору.Основное различие между синхронными и асинхронными двигателями состоит в том, что синхронный двигатель вращается в точной синхронизации с частотой линии. Кроме того, синхронный двигатель не зависит от индукции тока для создания магнитного поля ротора. Асинхронный двигатель, с другой стороны, требует «проскальзывания», чтобы вызвать ток в обмотке ротора, что означает, что ротор должен вращаться немного медленнее, чем чередование переменного тока.
Сравнение между синхронным и асинхронным двигателем:
Синхронный двигатель | Индукционный двигатель | |
Описание | Синхронный электродвигатель представляет собой электродвигатель переменного тока, в котором в установившемся режиме вращение вала синхронизировано с частотой тока питания. | Асинхронный или асинхронный двигатель представляет собой электродвигатель переменного тока, в котором электрический ток в роторе, необходимый для создания крутящего момента, получается посредством электромагнитной индукции от магнитного поля обмотки статора. |
содержать | Многофазные электромагниты переменного тока на статоре двигателя | |
Синхронная скорость | Работать на оборотах = 120f / p | Работать на скорости менее синхронной (об / мин = 120f / p — скольжение) |
Постоянное возбуждение | Синхронные двигатели требуют подачи постоянного тока на обмотки ротора | Асинхронные двигатели не требуют подачи постоянного тока на обмотки ротора. |
Источник постоянного тока | Синхронные двигатели требуют источника питания постоянного тока для возбуждения ротора. | Асинхронные двигатели не требуют источника питания постоянного тока для возбуждения ротора. |
Роторное возбуждение | Синхронные двигатели требуют контактных колец и щеток для подачи возбуждения ротора. | Асинхронные двигатели не требуют контактных колец, но некоторые асинхронные двигатели имеют их для плавного пуска или управления скоростью. |
Обмотки ротора | Синхронные двигатели требуют обмотки ротора | Асинхронные двигатели чаще всего изготавливаются с токопроводящими стержнями в роторе, которые замыкаются вместе на концах, образуя «беличную клетку». |
Пусковой механизм | Синхронные двигатели требуют запуска механизма в дополнение к режиму работы, который действует, когда они достигают синхронной скорости. | Трехфазные асинхронные двигатели могут запускаться простым подачей питания, но однофазные двигатели требуют дополнительной цепи запуска. |
Фактор с |
Двигатель является устройством, преобразующим энергию в механический тип работы. Только зная функции и технические характеристики мотора, можно правильно резюмировать, чем отличается синхронный двигатель от асинхронного вида устройства.
Принцип работы синхронных и асинхронных моторов
Функционирование синхронных электродвигателей базируется на взаимодействии полюсов статора и индуктора. В пусковой момент происходит ускорение мотора до показателей вращательной скорости магнитного потока. В таких условиях устройство действует в синхронном режиме, а магнитными полями образуется особое пересечение, в результате чего происходит синхронизация.
Синхронный двигатель в разрезе
Асинхронные моторы имеют частоту роторного вращения, отличную от частоты, с которой вращается магнитное поле, создаваемое в результате действия питающего напряжения. Такие двигатели не обладают автоматической регулировкой токового возбуждения.
Асинхронный двигатель в разрезе
Основные отличия
Наличие обмоток на якоре является одним из основных отличий между двумя типами двигателей
Несмотря на внешнее сходство, асинхронные двигатели и устройства синхронного типа имеют несколько принципиальных отличий:
- ротор асинхронных моторов не нуждается в токовом питании, а индукция полюсов зависит от магнитного поля статора;
- ротор в синхронном двигателе обладает обмоткой возбуждения в условиях независимого питания;
- обороты в асинхронном моторе под нагрузкой отстают по величине скольжения от вращений магнитного поля внутри статора;
- обороты в синхронных двигателях соответствуют частоте «оборотов» магнитного поля в статоре и постоянны в условиях разных нагрузок.
Статоры в двигателях асинхронного и синхронного типа характеризуются одинаковым устройством и создают вращающееся магнитное поле.
Синхронные двигатели способны работать с одновременным совмещением функций мотора и генератора.
Такие устройства относятся к категории современных двигателей, обладающих высоким КПД и постоянной частотой вращения. Асинхронные моторы сложнее регулировать, а их коэффициент полезного действия недостаточно высокий. Тем не менее, второй вариант более доступен по цене.
Оцените статью: Поделитесь с друзьями!отличия по конструкции и принципу работы
Автор Aluarius На чтение 5 мин. Просмотров 870 Опубликовано
Всем известно, что основное предназначение электродвигателей – это преобразование электрической энергии в энергию механическую. Это обнаружил аж в 1821 году Майкл Фарадей, который проводил опыты с магнитами и магнитным полем. С тех пор прошло много времени, а электрические моторы заняли свое основное место в промышленности и быту. Без них сегодня никуда. В настоящее время производители электродвигателей предлагают большое количество моделей, различающихся по конструкции и принципу действия. Это двигатели постоянного и переменного тока, синхронные и асинхронные. Нас сегодня интересует именно синхронный и асинхронный двигатель – отличия.
Чтобы разобраться в отличиях, необходимо рассмотреть конструктивные особенности каждого типа моторов и понять принцип их работы.
Асинхронный электродвигатель
Итак, надо начать с рассмотрения конструкции асинхронной модели. Основное отличие от синхронной – это наличие трех обмоток в статоре, концы которых выводятся для подключения в клеммную коробку. Вторая основная часть мотора – ротор цельного типа, торцы которого замыкаются между собой, отсюда, в принципе, и название – короткозамкнутый.
Дополнением конструкции является крыльчатка, с помощью которой охлаждается двигатель. Устанавливается крыльчатка на вал (ротор) электрического мотора. Сам ротор держится и вращается в подшипниках, установленных в двух крышках корпуса. Обратите внимание, что именно подшипники и являются самым уязвимым местом агрегата. Именно они чаще всего выходят из строя. Правда, заменить их не очень сложно.
Принцип работы
По какому принципу работает асинхронный двигатель? Внутри корпуса мотора, где расположены обмотки статора, возникает магнитное поле, которое действует на ротор, заставляя его вращаться под действием возникшей электродвижущей силы. Но вращение ротора может быть только в том случае, если скорость вращения магнитного поля будет быстрее вращения самого вала двигателя. Если скорости будут одинаковыми, то электродвижущая сила не появится.
Но в любом случае этого произойти не может, потому что здесь несколько причин, сдерживающих скорость вращения ротора.
- Трение в подшипниках.
- Нагрузка на сам вал.
Но самое главное, что магнитные полюса в асинхронном двигателе постоянно меняются, что влияет на смену направлений тока в статоре электродвигателя. То есть, в определенное время ток начинает вращаться «на нас», а в следующий промежуток «от нас». Именно поэтому такие двигатели называются асинхронными, у них просто нет стабильного направления тока.
Что касается скорости вращения ротора, то тут необходимо сделать одно замечание. Этот показатель будет зависеть от того, сколько полюсов одномоментно подключено к питанию. К примеру, максимальная скорость вращения вала будет при двух подключенных полюсах. Чтобы снизить данный показатель, необходимо добавить еще два полюса, то есть, увеличить их вдвое.
И еще один недостаток. Асинхронные двигатели при работе обладают разной скоростью вращения вала. К примеру, на холостом ходу это может быть одна величина, при нагрузке она резко снижается. По сути, получается так, что изменение частоты тока влияет на скорость вала. Другого способа изменить скорость вращения не существует.
Синхронный электродвигатель
Итак, синхронный электродвигатель – это мотор с постоянной скоростью вращения ротора, плюс возможность регулировать эту скорость. Устройство синхронного мотора достаточно сложное. Чтобы в нем разобраться, необходимо рассмотреть фотографию ниже.
Здесь четко показано, что обмотки двигателя располагаются на якоре или роторе агрегата. Концы обмоток выведены и закреплены на токосъемное кольцо, а, точнее, к его секторам. Сам же ток подается на это же кольцо только через графитовые щетки, которые подключены к питающей сети.
Внимание! Концы обмоток подключаются таким образом, что при работе мотора через щетки электрический ток попадал всегда только на одну пару.
У двигателя этой модели больше уязвимых мест, чем у асинхронной.
- Снашиваются графитные щетки.
- Плохой контакт между токосъемным кольцом и щетками за счет ослабления пружины, которая прижимает последние к кольцу (коллектору).
- Изнашиваются подшипники.
- Образование грязевого налета на поверхности токосъемного кольца.
Теперь переходим к другой позиции – принцип работы синхронного электродвигателя. Вращающийся момент внутри мотора образуется за счет взаимодействия магнитного поля, которое образуется в обмотках возбуждения, и тока, проходящего по якорю агрегата. Но тут есть один момент – изменяющееся направление тока (переменного) будет менять и направление вращения магнитного поля двигателя. Правда, смена вращения будет меняться и в корпусе аппарата, и на якоре одновременно. Вот почему вращение ротора мотора всегда происходит с одинаковой скоростью.
Именно поэтому изменить эту величину можно лишь тем, если изменить напряжение подаваемой на щетки электроэнергии. Вспомните пылесосы, где всасываемую мощность изменяют переключателем, который просто соединен с реостатом. А мощность пылесоса зависит от скорости вращения вала крыльчатки, то есть вала электродвигателя. Чем больше скорость, тем больше мощность всасывания.
Но синхронные электродвигатели в промышленности своего основного места не нашли. Здесь в основном используются асинхронные модели.
Какой лучше
Итак, в статье были разобраны устройство и принцип действия двух видов электродвигателей. Говорить о том, что какой-то из них лучше, нельзя. Но отметим, что асинхронные модели проще в конструктивном аспекте. Они надежнее в эксплуатации. Если их не перегружать, то срок службы может быть очень длительным. К сожалению, синхронные виды этим похвастаться не могут. Графитовые щетки быстро изнашиваются, им требуется замена. Но если не уследить, и графит сотрется полностью, то металлические держатели щеток начнут истирать токосъемное кольцо. А его выход из строя – это не только полный выход из строя двигателя, это большое количество искр (трение металла о металл) и возможность появления более серьезных неприятностей.
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:
- якорь;
- индуктор.
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.
к содержанию ↑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.
к содержанию ↑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:
- простота конструкции, надежность;
- относительно невысокая себестоимость производства, эксплуатации;
- 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.
к содержанию ↑Таблица
| Синхронный двигатель | Асинхронный двигатель |
| Вращение ротора и магнитного поля в синхронных двигателях осуществляется с одинаковой частотой | Вращение ротора и магнитного поля в асинхронных агрегатах осуществляется с разной частотой |
| Имеет часто более сложную конструкцию | Обычно имеет менее сложную конструкцию |
| Оптимален при необходимой мощности в 100 кВт и выше | Оптимален при необходимой мощности менее 100 кВт |
Электродвигатель переменного тока
Электродвигатели разной мощности (750 Вт, 25 Вт, к CD-плееру, к игрушке, к дисководу)
Электрический двигатель — это, электрическая машина , в которой электрическая энергия преобразуется в механическую, побочным эффектом является выделение тепла.
Классификация электродвигателей
- Двигатель постоянного тока постоянным током ;
- Коллекторные двигатели постоянного тока. Разновидности:
- Бесколлекторные двигатели постоянного тока (вентильные двигатели) с электронным переключателем тока;
- Двигатель переменного тока — электрический двигатель, питание которого осуществляется переменным током , имеет две разновидности:
- Синхронный электродвигатель — электродвигатель переменного тока, ротор которого вращается синхронно с магнитным полем питающего напряжения;
- Асинхронный электродвигатель — электродвигатель переменного тока, в котором частота вращения ротора отличается от частоты вращающего магнитного поля, создаваемого питающим напряжением.
- Однофазные — запускаются вручную, или имеют пусковую обмотку, или имеют фазосдвигающую цепь
- Многофазные
- Шаговые двигатели — Электродвигатели, которые имеют конечное число положений ротора. Заданное положение ротора фиксируется подачей питания на соответствующие обмотки. Переход в другое положение осуществляется путём снятия напряжения питания с одних обмоток и передачи его на другие.
- Вентильные двигатели — Электродвигатели, выполненные в виде замкнутой системы с использованием датчика положения ротора (ДПР), системы управления (преобразователя координат) и силового полупроводникового преобразователя (инвертора).
- Универсальный коллекторный двигатель (УКД) — коллекторный электродвигатель, который может работать и на постоянном токе и на переменном токе.
Из-за связи с низкой частотой сети (50 Герц) асинхронные и синхронные двигатели имеют больший вес и размеры, чем коллекторный двигатель постоянного тока и универсальный коллекторный двигатель той же мощности. При применении выпрямителя и инвертора с частотой значительно большей 50 Гц вес и размеры асинхронных и синхронных двигателей приближаются к весу и размерам коллекторного двигателя постоянного тока и универсального коллекторного двигателя той же мощности.
Синхронный двигатель с датчиком положения ротора и инвертором является электронным аналогом коллекторного двигателя постоянного тока.
История.
Принцип преобразования электрической энергии в механическую энергию электромагнитным полем был продемонстрирован британским учёным Майклом Фарадеем в 1821 и состоял из свободно висящего провода, окунающегося в пул ртути. Постоянный магнит был установлен в середине пула ртути. Когда через провод пропускался ток, провод вращался вокруг магнита, показывая, что ток вызывал циклическое магнитное поле вокруг провода. Этот двигатель часто демонстрируется в школьных классах физики, вместо токсичной ртути используют рассол. Это — самый простой вид из класса электрических двигателей. Последующим усовершенствованием является Колесо Барлова. Оно было демонстрационным устройством, непригодным в практических применениях из-за ограниченной мощности.
Ссылки
Wikimedia Foundation . 2010 .
Смотреть что такое «Электродвигатель переменного тока» в других словарях:
электродвигатель переменного тока — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN ас motor …
Рис. 1 Устройство простейшего коллекторного двигателя постоянного тока с двухполюсным статором и с двухполюсным ротором Двигатель постоянного тока электрическая машина, ма … Википедия
Машина переменного тока, предназначенная для работы в режиме двигателя (см. Переменного тока машина). П. т. э. подразделяют на синхронные и асинхронные. Синхронные электродвигатели (См. Синхронный электродвигатель) применяют в… …
Электрическая машина, применяемая для получения переменного тока (генератор) или для преобразования электрической энергии в механиче
принципы работы и различия в характеристиках
Электродвигатели — машины, превращающие энергию электричества в механическую. Преобразованная энергия приводит во вращательное движение ротор двигателя, передающий вращение через трансмиссию непосредственно на вал исполнительного механизма. Основными типами электродвигателей являются синхронный и асинхронный двигатели. Различия между ними определяют возможности использования в различных устройствах и технологических процессах.
Принципы работы
Все электродвигатели имеют неподвижный статор и вращающийся ротор. Разница между асинхронным и синхронным двигателями состоит в принципах создания полюсов. В асинхронном электродвигателе они создаются явлением индукции. Во всех других электродвигателях используются постоянные магниты или катушки с током, создающие магнитное поле.
Особенности синхронных двигателей
Ведущие агрегаты синхронной машины — якорь и индуктор. Якорем является статор, а индуктор располагается на роторе. Под действием переменного тока в якоре образуется вращающееся магнитное поле. Оно сцепляется с магнитным полем индуктора, образованным полюсами постоянных магнитов или катушек с постоянным током. В результате этого взаимодействия энергия электричества преобразуется в кинетическую энергию вращения.
Ротор синхронной машины имеет частоту вращения такую же, как у поля статора. Достоинства синхронных электродвигателей:
- Конструктивно используется и как двигатель, и как генератор.
- Частота вращения, не зависящая от нагрузки.
- Большой коэффициент полезного действия.
- Малая трудоёмкость в ремонте и обслуживании.
- Высокая степень надёжности.
Синхронные машины широко используются как электродвигатели большой мощности для небольшой скорости вращения и постоянной нагрузки. Генераторы применяются там, где требуется автономный источник питания.
Имеются у синхронной машины и недостатки:
- Требуется источник постоянного тока для питания индуктора.
- Отсутствует начальный пусковой момент, для запуска требуется применение внешнего момента или асинхронного пуска.
- Щётки и коллекторы быстро выходят из строя.
Современные синхронные агрегаты содержат в индукторе дополнительно к обмотке, питаемой постоянным током, ещё и пусковую короткозамкнутую обмотку, которая предназначена для пуска в асинхронном режиме.
Отличительные черты асинхронных двигателей
Вращающееся магнитное поле статора асинхронного двигателя наводит индукционные токи в роторе, которые образуют собственное магнитное поле. Взаимодействие полей приводит ротор во вращение. Частота вращения ротора при этом отстаёт от частоты вращения магнитного поля. Именно это свойство отражено в названии двигателя.
Асинхронные электродвигатели бывают двух типов: с короткозамкнутым и с фазным ротором.
Бытовые приборы, такие как вентилятор или пылесос, обычно снабжены двигателями с короткозамкнутым ротором, который представляет собой «беличье колесо». Все стержни замыкаются приваренными с обеих сторон дисками. Взаимодействие магнитного поля статора с наведёнными токами в роторе образовывает электромагнитную силу, которая действует на ротор в направлении вращения поля статора. Крутящий момент на валу электродвигателя создаётся всеми электромагнитными силами от каждого проводника.
В электродвигателе с фазным ротором применяется тот же статор, что и для мотора с короткозамкнутым ротором. А в ротор добавляются обмотки трёх фаз, соединённые в «звезду». К ним можно при пуске двигателя подключать реостаты, регулирующие пусковые токи. С помощью реостатов можно регулировать и частоту вращения двигателя.
Достоинствами асинхронных двигателей можно назвать:
- Питание непосредственно от сетей переменного тока.
- Простоту устройства и сравнительно невысокую стоимость.
- Возможность использования в бытовых приборах с применением однофазного подключения.
- Низкое потребление энергии и экономичность.
Серьёзные недостатки — сложная регулировка частоты вращения и большие теплопотери. Для предотвращения перегрева корпус агрегата делается ребристым, и на вал электродвигателя устанавливается крыльчатка для охлаждения.
Отличие в характеристиках электродвигателей
Конструктивные особенности и рабочие характеристики электродвигателей имеют решающее значение при выборе агрегатов. От этого зависит проектирование трансмиссий и всех силовых узлов механизмов. При выборе двигателя нужно опираться на общность и главные отличия в свойствах машин:
Главное отличие синхронного от асинхронного двигателя заключается в конструкции ротора. Он представляет собой постоянный или электрический магнит. У асинхронника магнитные поля в роторе наводятся с помощью электромагнитной индукции.- У синхронных двигателей частота вращения вала постоянна, у асинхронников она может изменяться при изменении нагрузки.
- У синхронников отсутствует пусковой момент. Для входа в синхронизацию требуется применять асинхронный пуск.
Главное отличие синхронного от асинхронного двигателя заключается в конструкции ротора. Он представляет собой постоянный или электрический магнит. У асинхронника магнитные поля в роторе наводятся с помощью электромагнитной индукции.Синхронный и асинхронный электродвигатели находят каждый своё применение. Синхронные двигатели рекомендуется использовать везде при высоких мощностях, где присутствует непрерывный производственный процесс и не нужно часто перезапускать агрегаты или регулировать частоту вращения. Они используются в конвейерах, прокатных станах, компрессорах, камнедробилках и т. д. Современный синхронный электродвигатель имеет такой же быстрый запуск, как и асинхронный, но он меньше и экономичнее, чем асинхронный, равный по мощности.
Асинхронные электродвигатели с фазным ротором применяются там, где нужен большой пусковой момент и частые остановки агрегатов. Например, в лифтах и башенных кранах. Асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором получили широкое применение из-за простоты устройства и удобства в эксплуатации.
Используя достоинства разных агрегатов и то, чем отличается синхронный двигатель от асинхронного, можно делать обоснованный выбор того или иного мотора при проектировании машин, станков и другого оборудования.
Различие между синхронным и асинхронным двигателем объясняется с учетом таких факторов, как его тип, скольжение, потребность в дополнительном источнике питания, требование к контактному кольцу и щеткам, их стоимость, эффективность, коэффициент мощности, ток питания, скорость, самозапуск , влияют на крутящий момент из-за изменения напряжения, их рабочей скорости и различных применений как синхронного, так и асинхронного двигателя.
Различие между синхронным и асинхронным двигателем объяснено ниже в табличной форме.
| ОСНОВА | СИНХРОННЫЙ МОТОР | АСИНХРОННЫЙ МОТОР |
|---|---|---|
| Определение | Синхронный двигатель — это машина, скорость вращения которой и скорость вращения магнитного поля статора равны. N = NS = 120f / P | Асинхронный двигатель — это машина, ротор которой вращается со скоростью, меньшей синхронной. N |
| Тип | Бесщеточный двигатель, двигатель с переменным сопротивлением, двигатель с переключаемым сопротивлением и двигатель с гистерезисом являются синхронными двигателями. | Асинхронный двигательпеременного тока известен как асинхронный двигатель. |
| Слип | Не имеет слипа. Значение скольжения равно нулю. | Имеют проскальзывание, поэтому значение проскальзывания не равно нулю. |
| Дополнительный источник питания | Требуется дополнительный источник питания постоянного тока для первоначального вращения ротора вблизи синхронной скорости. | Не требует дополнительного источника запуска. |
| Кольцо скольжения и щетки | Требуется кольцо скольжения и щетки | Кольцо скольжения и щетки не требуются. |
| Стоимость | Синхронный двигатель стоит дороже по сравнению с асинхронным двигателем | Менее затратный |
| КПД | КПД выше, чем у асинхронного двигателя. | Менее эффективный |
| Коэффициент мощности | Изменяя возбуждение, коэффициент мощности можно соответственно отрегулировать как отставание, опережение или единица. | Асинхронный двигатель работает только с запаздывающим коэффициентом мощности. |
| Источник тока | Ток подается на ротор синхронного двигателя | Ротор асинхронного двигателя не требует тока. |
| Скорость | Скорость двигателя не зависит от изменения нагрузки. Это постоянно. | Скорость асинхронного двигателя уменьшается с увеличением нагрузки. |
| Самостоятельный запуск | Синхронный двигатель не запускается самостоятельно | Это автоматический запуск |
| Влияние крутящего момента | Изменение приложенного напряжения не влияет на крутящий момент синхронного двигателя | Изменение приложенного напряжения влияет на крутящий момент асинхронного двигателя |
| Рабочая скорость | Они работают плавно и относительно хорошо на низкой скорости, которая ниже 300 об / мин. | Скорость двигателя выше 600 об / мин работает отлично. |
| Применения | Синхронные двигатели используются на электростанциях, в обрабатывающей промышленности и т. Д., А также в качестве регулятора напряжения. | Используется в центробежных насосах и вентиляторах, воздуходувках, бумажных и текстильных фабриках, компрессорах и подъемниках. и т. д. |
Синхронный двигатель — это двигатель, который работает с синхронной скоростью, то есть частота вращения ротора равна частоте вращения статора двигателя.Он следует соотношению N = N S = 120f / P, где N — скорость ротора, а Ns — синхронная скорость.
Асинхронный двигатель — это асинхронный двигатель переменного тока. Ротор асинхронного двигателя вращается со скоростью, меньшей синхронной, то есть N
Подробное объяснение разницы между синхронным и асинхронным двигателем приведено ниже.
- Синхронный двигатель — это машина, скорость вращения которой и скорость магнитного поля статора равны.Асинхронный двигатель — это машина, ротор которой вращается со скоростью, меньшей синхронной.
- Бесщеточный двигатель, двигатель с переменным сопротивлением, двигатель с переключаемым сопротивлением и двигатель с гистерезисом являются синхронными двигателями. Асинхронный двигатель переменного тока известен как асинхронный двигатель.
- Синхронный двигатель не имеет скольжения. Значение скольжения равно нулю. Асинхронный двигатель имеет скольжение, поэтому значение скольжения не равно нулю.
- Синхронному двигателю требуется дополнительный источник питания постоянного тока для первоначального вращения ротора вблизи синхронной скорости.Асинхронный двигатель не требует дополнительного источника запуска.
- Кольцо скольжения и щетки требуются в синхронном двигателе, тогда как асинхронный двигатель не требует кольца скольжения и щеток. Только для асинхронного двигателя намоточного типа требуются контактное кольцо и щетки.
- Синхронный двигатель является дорогостоящим по сравнению с асинхронным двигателем.
- КПД синхронного двигателя выше, чем у асинхронного двигателя.
- Изменяя возбуждение, коэффициент мощности Синхронного двигателя можно соответствующим образом отрегулировать как запаздывающий, опережающий или единичный, тогда как асинхронный двигатель работает только с запаздывающим коэффициентом мощности.
- Ток подается на ротор синхронного двигателя. Ротор асинхронного двигателя не требует тока.
- Скорость синхронного двигателя не зависит от изменения нагрузки. Это постоянно. Скорость асинхронного двигателя уменьшается с увеличением нагрузки.
- Синхронный двигатель не запускается самостоятельно, тогда как асинхронный двигатель запускается самостоятельно.
- Изменение приложенного напряжения не влияет на крутящий момент синхронного двигателя, тогда как оно влияет на крутящий момент асинхронного двигателя.
- Синхронный двигатель работает плавно и относительно хорошо на низкой скорости, которая ниже 300 об / мин, тогда как скорость выше 600 об / мин. Асинхронный двигатель работает превосходно. Асинхронные двигатели используются в центробежных насосах и вентиляторах, воздуходувках, бумажных и текстильных фабриках, компрессорах и подъемниках. и т. д.
- Различные применения Синхронного двигателя заключаются в том, что он используется на электростанциях, в обрабатывающей промышленности и т. Д. Он также используется в качестве регулятора напряжения.
Автор: Admin
Синхронный и Асинхронный двигатель
Синхронная скорость двигателя переменного тока — это скорость вращения вращающегося магнитного поля, создаваемого статором. Синхронная скорость всегда является целой долей частоты источника питания. Синхронная скорость (n с ) асинхронного двигателя в оборотах в минуту (об / мин) определяется выражением, где f — частота источника переменного тока, а p — количество магнитных полюсов на фазу.
Например, обычный трехфазный двигатель имеет 6 магнитных полюсов, организованных в виде трех противоположных пар, расположенных на расстоянии 120 ° по периметру статора, каждый из которых питается от одной фазы источника. В этом случае p = 2, а для частоты линии 50 Гц (частота питающей сети) синхронная скорость составляет 3000 об / мин.
Slip (s) — это изменение скорости вращения магнитного поля относительно ротора, деленное на абсолютную скорость вращения магнитного поля статора, и оно определяется как, где n r — скорость вращения ротора. в об / мин.
Подробнее о синхронных двигателях
Синхронный двигатель — это двигатель переменного тока, в котором ротор обычно вращается с тем же числом оборотов, что и поле вращения (поле статора) в машине. Другой способ сказать, что двигатель не имеет «проскальзывания» при обычных условиях работы, то есть s = 0, и в результате вырабатывает крутящий момент на синхронной скорости. Скорость синхронного двигателя напрямую зависит от количества магнитных полюсов и частоты источника.
Основными конструктивными элементами синхронного двигателя являются обмотка статора, соединенная с источником переменного тока, который создает вращающееся магнитное поле, и ротор, помещенный в поле статора, питаемого постоянным током от контактных колец, для образования электромагнита.
Ротор изготовлен из цельной цилиндрической стальной отливки в случае невозбужденной машины. В двигателях с постоянными магнитами постоянные магниты находятся в роторе. Синхронные двигатели должны быть ускорены с помощью пускового механизма, чтобы получить скорость синхронизации. Однажды на синхронной скорости,
.Многие люди часто путаются с терминами Синхронный и Асинхронный двигатели, а также с тем, что именно они используют. Именно поэтому один из самых новых членов сообщества электротехники написал эту статью. Проверьте это ниже:
Следующая информация касается общих принципов работы синхронных и асинхронных двигателей, их преимуществ и где они обычно используются, и что может быть достигнуто при использовании каждого из этих двигателей.
Давайте сначала сконцентрируемся на их принципах работы…
Синхронные и асинхронные двигатели — Принципы работы
Синхронные двигатели
Это типичный электродвигатель переменного тока, способный производить синхронные скорости. В этих двигателях и статор, и ротор вращаются с одинаковой скоростью, обеспечивая синхронизацию. Основной принцип работы заключается в том, что когда двигатель подключен к сети, электричество течет в обмотки статора, создавая вращающееся электромагнитное поле.Это, в свою очередь, индуцируется на обмотки ротора, который затем начинает вращаться.
Внешний источник постоянного тока необходим для фиксации направления и положения вращения ротора с помощью статора. В результате этой блокировки двигатель должен либо работать синхронно, либо вообще не работать.
Асинхронные двигатели
Принцип работы асинхронных двигателей почти такой же, как и у синхронных двигателей, за исключением того, что к нему не подключен внешний возбудитель. Проще говоря, асинхронные двигатели, также известные как асинхронные двигатели, также работают по принципу электромагнитной индукции, при котором ротор не получает электрической энергии по проводимости, как в случае D.С моторы.
Единственная проблема здесь в том, что к асинхронным двигателям не подключено внешнее устройство для возбуждения ротора и, следовательно, скорость вращения ротора зависит от изменяющейся магнитной индукции. Это изменяющееся электромагнитное поле заставляет ротор вращаться со скоростью ниже, чем у магнитного поля статора. Поскольку скорость ротора и скорость магнитного поля статора варьируются, эти двигатели известны как асинхронные двигатели. Разница в скорости известна как «скольжение».
Синхронные и асинхронные двигатели — преимущества и недостатки
- Синхронный двигатель работает с постоянной скоростью на заданной частоте независимо от нагрузки.Но скорость асинхронного двигателя уменьшается с увеличением нагрузки.
- Синхронный двигатель может работать при широком диапазоне коэффициентов мощности, как с запаздыванием, так и с опережением, в то время как асинхронный двигатель всегда работает с отставанием p.f, которое может быть очень низким при уменьшении нагрузки.
- Синхронный двигатель не запускается самостоятельно, так как асинхронный двигатель может запускаться самостоятельно.
- На крутящий момент синхронного двигателя не влияют изменения, приложенные к напряжению, так же, как на асинхронный двигатель.
- Для запуска синхронного двигателя требуется внешнее возбуждение постоянного тока, но для работы асинхронного двигателя не требуется никакого внешнего возбуждения.
- Синхронные двигатели обычно дороги и сложны по сравнению с асинхронными двигателями, которые дешевле и удобнее для пользователя.
- Синхронные двигатели особенно хороши для низкоскоростных приводов (ниже 300 об / мин), поскольку их коэффициент мощности всегда можно отрегулировать до 1,0 и они очень эффективны. С другой стороны, асинхронные двигатели отлично подходят для скоростей выше 600 об / мин.
- В отличие от асинхронных двигателей, синхронные двигатели могут работать на сверхнизких скоростях с помощью мощных электронных преобразователей, которые генерируют очень низкие частоты. Они могут использоваться для привода дробилок, вращающихся печей и шаровых мельниц с регулируемой скоростью.
Синхронные и асинхронные двигатели — приложения
Применение синхронных двигателей
- Они обычно используются на электростанциях для достижения соответствующего коэффициента мощности. Они работают параллельно с шинами и часто чрезмерно возбуждаются извне, чтобы достичь желаемого коэффициента мощности.
- Они также используются в обрабатывающей промышленности, где большое количество асинхронных двигателей и трансформаторов используются для преодоления отставания p.f.
- Используется на электростанциях для выработки электроэнергии на желаемой частоте.
- Используется для контроля напряжения путем изменения его возбуждения в линиях электропередачи.
Применение асинхронных двигателей
Более 90% двигателей, используемых в мире, являются асинхронными двигателями, и они имеют огромное применение во всем, в самых разных областях.Вот некоторые из них:
- Центробежные вентиляторы, воздуходувки и насосы
- Компрессоры
- Конвейеры
- Подъемные и тяжелые краны
- Токарные станки
- Нефтяные, текстильные и бумажные фабрики и т. Д.
Заключение
В заключение, синхронные двигатели используются только тогда, когда машина требует низких или сверхнизких скоростей, а также при желаемых коэффициентах мощности (как отстающих, так и ведущих). Принимая во внимание, что асинхронные двигатели преимущественно используются в большинстве вращающихся или движущихся машин, таких как вентиляторы, подъемники, измельчители и т. Д.
Что вы думаете об этой статье? Вам это помогло?
Различие между асинхронным двигателем и Синхронный двигатель объясняется с помощью различных факторов, таких как тип возбуждения, используемый для машины. Скорость двигателя, запуск и работа, эффективность обоих двигателей, их стоимость, использование и применение. частота.
| ОСНОВЫ РАЗЛИЧНЫХ | СИНХРОННЫЙ МОТОР | ИНДУКЦИОННЫЙ МОТОР |
|---|---|---|
| Тип возбуждения | Синхронный двигатель — это машина с двойным возбуждением. | Асинхронный двигатель — это машина с одним возбуждением. |
| Система питания | Его обмотка якоря запитывается от источника переменного тока, а обмотка возбуждения — от источника постоянного тока. | Его обмотка статора запитывается от источника переменного тока. |
| Скорость | Он всегда работает с синхронной скоростью. Скорость не зависит от нагрузки. | Если нагрузка увеличивается, скорость асинхронного двигателя уменьшается. Это всегда меньше, чем синхронная скорость. |
| Начиная с | Это не самостоятельное начало. Он должен быть настроен на синхронную скорость любым способом, прежде чем его можно будет синхронизировать с источником переменного тока. | Асинхронный двигатель имеет собственный пусковой момент. |
| Эксплуатация | Синхронный двигатель может работать с запаздывающей и опережающей мощностью путем изменения его возбуждения. | Асинхронный двигатель работает только с запаздывающим коэффициентом мощности. При высоких нагрузках коэффициент мощности становится очень плохим. |
| Использование | Может использоваться для коррекции коэффициента мощности в дополнение к подаче крутящего момента для привода механических нагрузок. | Асинхронный двигатель используется только для привода механических нагрузок. |
| Эффективность | Это более эффективно, чем асинхронный двигатель с той же мощностью и выходным напряжением. | Его эффективность ниже, чем у синхронного двигателя с той же мощностью и номинальным напряжением. |
| Стоимость | Синхронный двигатель стоит дороже, чем асинхронный двигатель с тем же самым выходом и напряжением | Асинхронный двигатель дешевле, чем синхронный двигатель с тем же самым выходом и напряжением. |
Асинхронный двигатель также известен как Асинхронный двигатель . Это так называется, потому что он никогда не работает на синхронной скорости. то есть N с = 120f / P. Асинхронный двигатель является наиболее широко используемым двигателем во всех бытовых и коммерческих двигателях. Синхронный двигатель всегда следует за синхронной скоростью. Скорость вращения ротора поддерживается или синхронизируется с током питания
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 запитывается от источника переменного тока, а его обмотка возбуждения — от источника постоянного тока. На обмотку статора асинхронного двигателя подается питание от источника переменного тока.
- Синхронный двигатель всегда работает с синхронной скоростью, и скорость двигателя не зависит от нагрузки, но асинхронный двигатель всегда работает меньше, чем синхронная скорость. Если нагрузка увеличивается, скорость асинхронного двигателя уменьшается.
- Асинхронный двигатель имеет самозапускающий момент, тогда как синхронный двигатель не самозапускающийся.Он должен быть настроен на синхронную скорость любым способом, прежде чем его можно будет синхронизировать с источником переменного тока.
- Синхронный двигатель может работать с отставанием и опережающей мощностью, изменяя его возбуждение. Асинхронный двигатель работает только с запаздывающим коэффициентом мощности. При высоких нагрузках коэффициент мощности асинхронного двигателя становится очень плохим.
- Синхронный двигатель может использоваться для коррекции коэффициента мощности в дополнение к крутящему моменту, необходимому для привода механических нагрузок, тогда как асинхронный двигатель используется только для привода механических нагрузок.
- Синхронный двигатель более эффективен, чем асинхронный двигатель с той же мощностью и выходным напряжением.
- Синхронный двигатель стоит дороже, чем асинхронный двигатель с той же мощностью и выходным напряжением.