對比同步電機,異步電機有哪些特點
我們知道同步電機最直接的特征就是同步,即當處于穩(wěn)態(tài)時,同步電機的轉(zhuǎn)速恒為常數(shù)而與負載的大小無關。而異步電機,指電機的旋轉(zhuǎn)速度與電源的交流頻率不完全同步,根據(jù)負載的變化而轉(zhuǎn)速會調(diào)節(jié)。
異步電機通過定子產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子繞組的相對運動,產(chǎn)生感應電動勢從而使轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應電流,進而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。當異步電動機工作在電動機狀態(tài)時,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速會一直小于同步轉(zhuǎn)速。
從結(jié)構(gòu)上看,異步電機的結(jié)構(gòu)是明顯比同步電機簡單的,主要是異步電機沒有額外的勵磁繞組。相對來說制造成本也比同步電機更低廉一些。
如果說同步電機較高的轉(zhuǎn)速和精確的控制性能是有別于異步電機的巨大優(yōu)勢,那么異步電機經(jīng)濟實惠、寬范圍調(diào)速以及啟動簡單的特點也是同步電機無法達到的特性。很多家用電器、水泵等應用不需要精確的控制性能,異步電機就能很好地滿足應用需求,而且維護成本也相對更低。
異步電動機的轉(zhuǎn)速可以隨著負載的變化來調(diào)節(jié),尤其是繞線式異步電動機,調(diào)速的方法很多,對有著寬調(diào)速范圍的應用很友好。此外,異步電機在高轉(zhuǎn)速低轉(zhuǎn)矩的時候效率還是挺高的,有些電動汽車上就應用了異步電機這個特點。
不同異步電機的差別
按照轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同給異步電機進行分類,目前有鼠籠式異步電機和繞線式異步電機。鼠籠式異步電機是應用得最廣泛的異步電機,其轉(zhuǎn)子由一組金屬導體固定在轉(zhuǎn)子軸上形成鼠籠結(jié)構(gòu),既簡單又便宜。
鼠籠式異步電機,直接啟動時啟動電流很高,啟動扭矩偏低,常常需要一定的輔助設備來提供啟動轉(zhuǎn)矩。啟動功率因數(shù)差是鼠籠式異步電機無法改善的特性,不過好在它運行功率因數(shù)還是較高的。
此外,鼠籠式異步電機還有著更高的最大功率輸出能力,雖然無法進行速度控制,但是其使用方便,配合其簡單可靠的結(jié)構(gòu)和低廉的成本,在很多工業(yè)應用上都占有重要的地位。
繞線式異步電機的轉(zhuǎn)子是由繞有繞組的線圈組成,這些線圈通過滑環(huán)或刷子與電源進行連接。而因為有滑環(huán)或刷子的存在,繞線式異步電機結(jié)構(gòu)會更復雜一些成本也更高,維護起來也比鼠籠式異步電機麻煩不少。其最大功率輸出能力也不及鼠籠式異步電機。
但是繞線式異步電機可以通過外部轉(zhuǎn)子電阻,降低電機啟動電流和轉(zhuǎn)速,增加啟動轉(zhuǎn)矩,明顯改善電機的啟動和調(diào)速性能。對一些對轉(zhuǎn)速要求較高且需要精準控制的應用,繞線式異步電機在需要快速啟停、頻繁變速或反向運行時明顯具有更好的性能優(yōu)勢。
也可以從定子結(jié)構(gòu)差異來區(qū)分,單相、兩相、三相都是這種分類。三相異步電機定子上有排列規(guī)律的三相繞組,分別接到供電網(wǎng)絡的三個相線上。因其優(yōu)異的特性,可以說是應用得最多的異步電機。