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同步电机、直流电机和异步电机的比较

【摘要】:同步电机和异步电机有相同的定子结构,但是转子结构不同,同步电机转子是励磁绕组或永久磁铁,而异步电机的转子有笼型和绕线型两种,其转子电流由定子绕组磁场感应产生。此外,异步电机需要电源提供感性无功,功率因数较低,而同步电机则可以通过励磁来调节无功,功率因数较高。随着同步电机变频调速的成熟及永磁同步电机的性能提高,同步电机调速的应用将越来越广。

同步电机直流电机有相似之处,它们都有电枢绕组和直流励磁绕组(或永久磁铁),不同的是同步电机的电枢绕组在定子上,而励磁绕组在转子上,直流电机的励磁绕组在定子上,电枢绕组在转子上。直流电机和同步电机电枢绕组流通的都是交流电,电枢交流电的频率与电机的转速有关,即978-7-111-48427-1-Chapter06-34.jpgf978-7-111-48427-1-Chapter06-35.jpg,因此这两种电机本质相同。两种电机的不同是:直流电机通过机械换向器将外部电源的直流电变换为电枢的交流电(电动机状态),或是通过换向器将电枢的交流电变换为直流电输出(发电机状态)。同步电机没有换向器,定子绕组直接连接交流电源,因此交流电源频率就决定了电机转速(电动机状态),如果在发电机状态,则输出交流电的频率随原动机转速变化;若要求输出频率稳定的交流电,就要求原动机有稳定的转速。

同步电机和异步电机有相同的定子结构,但是转子结构不同,同步电机转子是励磁绕组或永久磁铁,而异步电机的转子有笼型和绕线型两种,其转子电流由定子绕组磁场感应产生。由于异步电动机是转子绕组切割定子磁场产生转子电流,因此定子磁场旋转速度与转子转速不同(异步),且异步电机转矩是转差的函数,电机转速随转矩变化。同步电机转矩是功率角的函数,加大功率角就可以提高转矩但是转速不变,因此与异步电机相比,同步电机对转矩扰动有更强的承受能力。异步电机低速时因为定子阻抗压降较大,磁通减小,所以低速性能较差,而同步电机有独立的励磁,励磁不受转速影响,转速为稳定的同步速,因此同步电机较异步电机有更宽的调速范围和更好的调速性能。此外,异步电机需要电源提供感性无功,功率因数较低,而同步电机则可以通过励磁来调节无功,功率因数较高。随着同步电机变频调速的成熟及永磁同步电机的性能提高,同步电机调速的应用将越来越广。