Разница между синхронным двигателем и асинхронным двигателем

2024 Автор: Mildred Bawerman | [email protected]. Последнее изменение: 2023-12-16 08:42

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 крутящего момента проходит через ось ротора. Ротор расположен 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 вызывает 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 эффективность. 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 гистерезисный двигатель имеет угол запаздывания δ, который не зависит от скорости; он развивает постоянный крутящий момент от запуска до синхронной скорости. Следовательно, 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 конструируются с токопроводящими шинами в роторе или используют короткозамкнутые обмотки для образования «беличьей клетки».