異步電機(jī)(感應(yīng)電機(jī))的工作原理是通過定子的旋轉(zhuǎn)磁場在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生感應(yīng)電流,產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩,轉(zhuǎn)子中并不直接產(chǎn)生磁場.因此,轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速一定是小于同步速的(沒有這個(gè)差值,即轉(zhuǎn)差率,就沒有轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流),也因此叫做異步電機(jī). 而同步電機(jī)轉(zhuǎn)子本身產(chǎn)生固定方向的磁場(用永磁鐵或直流電流產(chǎn)生),定子旋轉(zhuǎn)磁場"拖著"轉(zhuǎn)子磁場(轉(zhuǎn)子)轉(zhuǎn)動(dòng),因此轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速一定等于同步速,也因此叫做同步電機(jī). 作為電動(dòng)機(jī)時(shí),大部分是用異步機(jī);
發(fā)電機(jī)都是同步機(jī)。 同步電機(jī)和異步電機(jī)的區(qū)別 三相交流電通過一定結(jié)構(gòu)的繞組時(shí),要產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場.在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下,轉(zhuǎn)子隨旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn).如果轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速同旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速完全一致,就是同步電機(jī);如果轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速小于磁場轉(zhuǎn)速,也就是說兩者不同步,就是異步電機(jī).異步電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單,應(yīng)用廣泛.同步電機(jī)要求轉(zhuǎn)子有固定的磁極(永磁或電磁),如交流發(fā)電機(jī)和同步交流電動(dòng)機(jī). 電機(jī)的轉(zhuǎn)速(定子轉(zhuǎn)速)小于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速,從而叫為異步電機(jī)。
它和感應(yīng)電機(jī)基本上是相同的。
s=(ns-n)/ns。s為轉(zhuǎn)差率, ns為磁場轉(zhuǎn)速,n為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。
基本原理:(1)當(dāng)三相異步電機(jī)接入三相交流電源時(shí),三相定子繞組流過三相對(duì)稱電流產(chǎn)生的三相磁動(dòng)勢(定子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢)并產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。 (2)該旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子導(dǎo)體有相對(duì)切割運(yùn)動(dòng),根據(jù)電磁感應(yīng)原理,轉(zhuǎn)子導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢并產(chǎn)生感應(yīng)電流。 (3)根據(jù)電磁力定律,載流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在磁場中受到電磁力作用,形成電磁轉(zhuǎn)矩,驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),當(dāng)電動(dòng)機(jī)軸上帶機(jī)械負(fù)載時(shí),便向外輸出機(jī)械能。 特點(diǎn): 優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡單,制造方便,價(jià)格便宜,運(yùn)行方便。 缺點(diǎn):功率因數(shù)滯后,輕載功率因數(shù)低,調(diào)速性能稍差。 主要做電動(dòng)機(jī)用,一般不做發(fā)電機(jī)! 異步電機(jī)是一種交流電機(jī),其負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)速與所接電網(wǎng)的頻率之比不是恒定關(guān)系。異步電機(jī)包括感應(yīng)電機(jī)、雙饋異步電機(jī)和交流換向器電機(jī)。感應(yīng)電機(jī)應(yīng)用最廣,在不致引起誤解或混淆的情況下,一般可稱感應(yīng)電機(jī)為異步電機(jī)。 普通異步電機(jī)的定子繞組接交流電網(wǎng),轉(zhuǎn)子繞組不需與其他電源連接。因此,它具有結(jié)構(gòu)簡單,制造、使用和維護(hù)方便,運(yùn)行可靠以及質(zhì)量較小,成本較低等優(yōu)
點(diǎn)。
異步電機(jī)有較高的運(yùn)行效率和較好的工作特性,從空載到滿載范圍內(nèi)接近恒速運(yùn)行,能滿足大多數(shù)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械的傳動(dòng)要求。異步電機(jī)還便于派生成各種防護(hù)型式,以適應(yīng)不同環(huán)境條件的需要。異步電機(jī)運(yùn)行時(shí),必須從電網(wǎng)吸取無功勵(lì)磁功率,使電網(wǎng)的功率因數(shù)變壞。因此,對(duì)驅(qū)動(dòng)球磨機(jī)、壓縮機(jī)等大功率、低轉(zhuǎn)速的機(jī)械設(shè)備,常采用同步電機(jī)。由于異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速與其旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速有一定的轉(zhuǎn)差關(guān)系,其調(diào)速性能較差(交流換向器電動(dòng)機(jī)除外)。對(duì)要求較寬廣和平滑調(diào)速范圍的交通運(yùn)輸機(jī)械、軋機(jī)、大型機(jī)床、印染及造紙機(jī)械等,采用直流電機(jī)較經(jīng)濟(jì)、方便。但隨著大功率電子器件及交流調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展,目前適用于寬調(diào)速的異步電機(jī)的調(diào)速性能及經(jīng)濟(jì)性已可與直流電機(jī)的相媲美。 同步電機(jī)和感應(yīng)電機(jī)一樣是一種常用的交流電機(jī)。
特點(diǎn)是:穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí),轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和電網(wǎng)頻率之間有不變的關(guān)系n=ns=60f/p,ns稱為同步轉(zhuǎn)速。若電網(wǎng)的頻率不變,則穩(wěn)態(tài)時(shí)同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速恒為常數(shù)而與負(fù)載的大小無關(guān)。 同步電機(jī)分為同步發(fā)電機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)。現(xiàn)代發(fā)電廠中的交流機(jī)以同步電機(jī)為主。 工作原理 ◆主磁場的建立:勵(lì)磁繞組通以直流勵(lì)磁電流,建立極性相間的勵(lì)磁磁場,即建立起主磁場。 ◆ 載流導(dǎo)體:三相對(duì)稱的電樞繞組充當(dāng)功率繞組,成為感應(yīng)電勢或者感應(yīng)電流的載體。 ◆ 切割運(yùn)動(dòng):原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)(給電機(jī)輸入機(jī)械能),極性相間的勵(lì)磁磁場隨軸一起旋轉(zhuǎn)并順次切割定子各相繞組(相當(dāng)于繞組的導(dǎo)體反向切割勵(lì)磁磁場)。 ◆ 交變電勢的產(chǎn)生:由于電樞繞組與主磁場之間的相對(duì)切割運(yùn)動(dòng),電樞繞組中將會(huì)感應(yīng)出大小和方向按周期性變化的三 相 對(duì)稱交變電勢。通過引出線,即可提供交流電源。
◆ 交變性與對(duì)稱性:由于旋轉(zhuǎn)磁場極性相間,使得感應(yīng)電勢的極性交變;由于電樞繞組的對(duì)稱性,保證了感應(yīng)電勢的三相對(duì)稱性。
運(yùn)行方式
◆同步電機(jī)的主要運(yùn)行方式有三種,即作為發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)和補(bǔ)償機(jī)運(yùn)行。
作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行是同步電機(jī)最主要的運(yùn)行方式,作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行是同步電機(jī)的另一種重要的運(yùn)行方式。同步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)可以調(diào)節(jié),在不要求調(diào)速的場合,應(yīng)用大型同步電動(dòng)機(jī)可以提高運(yùn)行效率。近年來,小型同步電動(dòng)機(jī)在變頻調(diào)速系統(tǒng)中開始得到較多地應(yīng)用。 同步電機(jī)還可以接于電網(wǎng)作為同步補(bǔ)償機(jī)。這時(shí)電機(jī)不帶任何機(jī)械負(fù)載,靠調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子中的勵(lì)磁電流向電網(wǎng)發(fā)出所需的感性或者容性無功功率,以達(dá)到改善電網(wǎng)功率因數(shù)或者調(diào)節(jié)電網(wǎng)電壓的目的。 同步發(fā)電機(jī)和其它類型的旋轉(zhuǎn)電機(jī)一樣,由固定的定子和可旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子兩大部分組成。一般分為轉(zhuǎn)場式同步電機(jī)和轉(zhuǎn)樞式同步電機(jī)。 最常用的是轉(zhuǎn)場式同步發(fā)電機(jī),其定子鐵心的內(nèi)圓均勻散布著定子槽,槽內(nèi)嵌放著按規(guī)律排列的三相對(duì)稱繞組。這種同步電機(jī)的定子又稱為電樞,定子鐵心和繞組又稱為電樞鐵心和電樞繞組。 轉(zhuǎn)子鐵心上裝有制成必定形狀的成對(duì)磁極,磁極上繞有勵(lì)磁繞組,通以直流電流時(shí),將會(huì)在電機(jī)的氣隙中形成極性相間的散布磁場,稱為勵(lì)磁磁場(也稱主磁場、轉(zhuǎn)子磁場)。
原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)(給電機(jī)輸入機(jī)械能),極性相間的勵(lì)磁磁場隨軸一起旋轉(zhuǎn)并順次切割定子各相繞組(相當(dāng)于繞組的導(dǎo)體反向切割勵(lì)磁磁場)。