如果是本科生书上肯定有些的啊。不应该问的哟。

  同步电机和异步电机的本质区别就是转速是否得到同步速(就是磁场转速),这同,异就是相对于磁场转速而言的。

  因为异步电机的原理是切割旋转磁场线产生应力拖动电机,故如果没有磁场速度差就没法切割磁场也就没有力矩了。所以叫异步

  同步电机的原理是旋转磁场中气隙拖动转子磁场,你可以想象成定子的磁场一直在“吸引”转子,如果没有达到同步速,电机将一直加速知道同步。所以叫同步电机。

  同步电机的功率因素比较大,常常拿来做发电机用。

  交流电机主要分为同步电机和异步电机。

  首先来说一下什么是同步转速:电机外壳是定子,定子绕组上通入三相对称交流电,三相对称交流电就会在定子上产生磁场,定子上有三相对称交流电,而且有对称绕组,形成磁场比较复杂,不过,它们的合成磁场却是一个旋转的磁场,你可以简单的认为这个三相对称交流系统形成了一个看不见摸不着的旋转磁场,这个旋转磁场绕着定子圆周旋转,旋转的速度叫做同步转速。

  这是三相对称的定子绕组,通上三相对称交流电,形成旋转磁场的物理模型

  但真实的异步电动机转子是这样的,这就是异步电动机的定子,里面画的那三根线代表旋转磁场的磁力线,这个磁场随着电流的变化在不停以同步转速进行旋转。

  这个同步转速n是比较固定的,和交流电的频率f以及绕组的极对数p有关系,关系式为。因为我们国家的电网频率是50Hz,所以根据极对数p的不同,同步转速一般是3000转每分钟、1500转每分钟、1000转每分钟、750转每分钟等等。

  好,现在我们明白了,定子绕组虽然安安静静的在那里不动,但是因为它通入了变化的交流电,所以它产生了以同步速度旋转的磁场。

  如果是异步电动机的话,转子结构很简单,就是闭合线圈,最简单的鼠笼式异步电机就是这个样子的,所以异步电机转子结构简单、价格便宜、维护方便、运行可靠,得到了广泛的应用啊!

  鼠笼式异步电动机结构,像一个鼠笼子一样,其实就是一些铝条导体组成的闭合线圈

  把这样一个闭合线圈放入定子内部,定子的旋转磁场必然会在转子线圈上产生感应电动势,进而产生感应电流,最后产生转子磁场,这样异步电动机的转子就变成了一个电磁铁,这个电磁铁必然会跟随定子旋转磁场进行旋转。

  看看定子磁场是如何切割转子绕组线圈的

  在异步电动机中,把转子旋转的速度叫异步转速,由于转子内部的电动势和电流都是通过切割定子旋转磁场得来的感应电动势和感应电流,所以异步电机还有一个名字叫感应电机。

  异步电动机一般就长这个样子,你应该见过吧,很常见的一种电动机,又叫马达。

  既然你是靠切割磁感线感应得来的电动势,那你要想存在电动势,你就必须不停的切割磁感线才行,您说是不是这个道理,所以,转子旋转的速度就不能和定子旋转磁场的速度相等,如果想等了他们两个相对静止了转子就不切割定子磁场了,转子就没有感应电动势了,你明白了吗?所以转子的异步转速永远也不能等于定子旋转磁场的同步转速,即异步转速小于同步转速,于是我们把他叫做异步电机。

  由于同步转速的速度比较固定,所以异步转速也比较固定,比如3000转每分钟的同步转速的话对应的异步转速就是2900+转每分钟,根据所带负载的不同转速会不同,空载时转速最快,接近于同步转速,负载时转速下降。也就是异步转速虽然低于同步转速,但是差距不会太大。

  如果我们要想让转子的转速和定子旋转磁场的速度同步,也就是让转子转速等于同步转速,我们就需要想办法把转子本身变成一个电磁铁,而不能依靠人家定子旋转磁场来感应,怎么办呢?其实很简单,给你的转子专门接一个直流电源,这个直流电源就可以把转子变成一个电磁铁,这样转子就可以自立门户了,转子不再需要非得切割定子磁场来产生电动势和电流了,这个时候转子就会以同步速度跟随定子旋转磁场进行旋转,这样的电机就叫同步电机。

  很明显同步电机的转子结构要比异步电机复杂很多,所以同步电动机价格高,结构复杂,在生产生活中并没有异步电机应用的那么广泛,但是同步电机的主要应用是在发电机上,现在的火电站、水电站的汽轮机和水轮机基本上都是同步发电机。

  你应该见过这种小型的柴油发电机,其实就是用柴油发动机为原动机带动同步发电机工作的。

  至于水电站和火电站的那种大型同步发电机感兴趣的话可以自己搜索一下图片看看。

  我回答的几个关于电机方面的问题:

  詹姆斯艾伦:为什么无功功率不足,电网电压会降低, 而有功功率不足,电网频率会降低?

  直流电机和交流电机的原理和区别是什么? – 詹姆斯艾伦的回答 – 知乎

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  同步及异步的定义

  电机在工作时,存在三个转速:定子磁场转速Smag,转子磁场转速Rmag,以及转子转速Rmech。

  转子转速,与转子磁场转速的关系为极对数P的正比例关系:

  Rmag = P * Rmech

  而同步以及异步的定义,就是基于定转子磁场的转速是否一致来确定的,假设两者的转速不一致,转差率定义为s,则:

  Smag = (1 – s) *Rmag

  有转差率,则为异步电机。无转差率,或者s为0,则为同步电机。

  异步电机,之所以存在转差率,是与异步电机转子磁场的形成方式有关。

  首先电机定子通电,会形成定子磁场,而电机在工作中,最终转子上也必须形成磁场才能够相互作用。而异步电机的转子上,只有闭合的鼠笼结构。

  由于通电导体会形成磁场,要想产生转子磁场,必须在转子鼠笼上形成电流。

  而闭合线圈切割磁感应线,可以形成电流。因此要想在鼠笼上产生电流,必须与定子磁场产生相对运动。

  因此转子的磁场速度必须与定子磁场的速度不同步,才能够形成电流,进而产生出转子磁场。在近一步形成综合的电机气隙磁场,作用在定子上,使电机运动。

  定子通电 -> 形成定子磁场 -> 定子磁场转动 -> 转子被动切割磁感应线 -> 鼠笼形成电流 -> 产生转子磁场 -> 形成气隙磁场 -> 与定子作用 ->电机转动

  “同步”是啥?

  定子电流产生的旋转磁场绑在(把磁场想象成一个实物)转子这块磁铁或电磁铁,一起“嗨”起来,两者速度相同…

  “异步”是啥?

  定子电流产生的旋转磁场自带几把刷子,旋转的时候对着转子一顿狂刷,利用“摩擦摩擦”将转子带起来,两者速度不同,产生差异(转差率)…

  旋转的磁场是咋回事涅?

  很简单…通入三相交流电就会产生旋转的磁场!!!

  (教科书都这么写!!

  )

  别急,且叫小神来口烟,接着码…

  上过初中的学渣都知道…

  恒定的电流产生恒定的磁场…

  变化的电流产生变化的磁场…

  So…

  我们把正弦交流电通入其中的A相绕组,定子会产生这样的磁场…

  看到了吧,这个摇摆不定的红色箭头代表磁场矢量,它在水平轴上不断的“摇啊摇”…

  接着,我们把同样的交流电单独通入B相绕组,会产生这样的…

  同样形成一个磁场矢量,在另一个直线轴上来回摆动…

  类似,灌入C相,就酱…

  三相交流电会分别形成三个摇摆的磁场“小箭头”(矢量)..

  然后我们在用“乾坤大挪移神功“(矢量合成)…

  矢量是啥?矢量合成又是啥?

  好吧,小神解释一下“乾坤大挪移”这个“神功”..

  矢量就是向量..

  在数学中叫向量,在物理学中叫矢量..

  数学上表示是一个有长度也有方向的小箭头..

  物理上解释就很明白了,假如你想从家里到饭馆去吃饭,你朝饭馆方向的直线距离(位移)就是一个矢量:你家→饭馆

  然而,酒足饭饱后,你又想找一个小妹做个足疗…

  那么,饭馆到足疗店方向的直线路程(位移)则是另一个矢量:饭馆→足疗店

  然后…

  小神要开始“运功”了,“矢量合成大法…”

  “矢量合成大法…

  合成以后,变成你从家里出发直接去找足疗小妹了,合成矢量:你家→足疗店

  So,电机的A、B、C三相如果同时通入一样的交流电..

  就会同时产生三个方向“摇摆不定”的磁场矢量..

  接下来.

  先别着急发功..

  我们把通电的顺序微调一下…

  A相先通电,等A相交流电电压波形“摆”了三分之一周期再给B相通电,等B相电压又“摆”了三分之一周期给C相通电..

  这就是传说中三相交流电相位相差了120°…

  发功吧..

  “乾坤大挪移…

  就变成了这样子…

  这个长长的粉色箭头就是最终合成磁场的矢量..

  在电机里面,三相交流电的方向以及合成的磁场矢量就是这样子..

  So,电机定子的三相交流电就这样产生了旋转的定子磁场.

  我们就把它想象成是一个“大磁铁”在旋转吧..

  如果转子也是一个磁铁(永磁同步电机),或者通入恒定直流电形成的电磁铁(普通同步电机)..

  那么还是根据“同性相斥,异性相吸”…(说烂了

  将定子“大磁铁”极性始终以一定角度(电角度)对着转子“磁铁”的极性,使之“吸引/排斥”力最大..

  转子会跟随磁场“同步”旋转..

  转子的速度=定子磁场的速度..

  这就是同步电机…

  同步电机..

  同步电机..

  如果转子是一个带有铝/铜条(导条)的老鼠笼子(异步鼠笼电机)..

  鼠笼内部是硅钢铸成的铁芯..

  转子的导条切割这个旋转的“大磁场”感应出了转子电流..

  转子电流在这个旋转的磁场又形成了安培力(左手定则)…

  这个安培力又让这个转子动了起来..

  有“切割”,就会有相对速度..

  转子的速度≠定子磁场的旋转速度..

  这就是异步电机…

  异步 or 同步,迈开步就是好步…

  一句话解释同步和异步。

  同步电机表示转子转速与定子磁场转速同速。

  异步电机表示转子转速与定子磁场转速不同速。

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