什么是同步電機(jī)?

　　同步電機(jī)是一種交流電機(jī)，它的轉(zhuǎn)速與電源的頻率和極對(duì)數(shù)有關(guān)。當(dāng)同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與電源的頻率和極對(duì)數(shù)相等時(shí)，它就能夠保持同步運(yùn)轉(zhuǎn)。同步電機(jī)通常用于需要控制轉(zhuǎn)速和位置的應(yīng)用中，如電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、時(shí)鐘等。

　　同步電機(jī)的工作原理是什么?

　　同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子由永磁體或直流電樞構(gòu)成，它與電源的交流電磁場(chǎng)同步旋轉(zhuǎn)。當(dāng)電流經(jīng)過(guò)同步電機(jī)的定子線圈時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)會(huì)與轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)相互作用，從而使轉(zhuǎn)子跟隨旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)。

　　什么是異步電機(jī)?

　　異步電機(jī)也是一種交流電機(jī)，與同步電機(jī)不同的是，它的轉(zhuǎn)速不受電源頻率和極對(duì)數(shù)的影響。異步電機(jī)通常用于需要大功率輸出的應(yīng)用中，如工業(yè)機(jī)器、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、制冷設(shè)備等。

　　異步電機(jī)的工作原理是什么?

　　異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子由鋁、銅、鐵等導(dǎo)體構(gòu)成，它通過(guò)感應(yīng)電流的作用來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)電流經(jīng)過(guò)異步電機(jī)的定子線圈時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)會(huì)感應(yīng)到轉(zhuǎn)子上的導(dǎo)體，從而使轉(zhuǎn)子開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)。

　　同步電機(jī)和異步電機(jī)是兩種常見(jiàn)的電機(jī)類(lèi)型，它們的工作原理不同，應(yīng)用也有所不同。了解電機(jī)的工作原理對(duì)于電機(jī)的選型、使用和維護(hù)都非常重要。

　　一、同步電機(jī)的工作原理

　　同步電機(jī)是一種特殊的可逆電動(dòng)機(jī)，它的特點(diǎn)在于主動(dòng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速可以精確的控制。同步電機(jī)是由定子磁場(chǎng)發(fā)生，由發(fā)電機(jī)主動(dòng)轉(zhuǎn)子被動(dòng)轉(zhuǎn)，定子交流繞線和主動(dòng)轉(zhuǎn)子引線搭成對(duì)稱(chēng)的繞制及轉(zhuǎn)子上安裝有自轉(zhuǎn)磁鐵組形成兩個(gè)互相平行強(qiáng)磁場(chǎng)的電機(jī)。

　　當(dāng)相位差滿(mǎn)足定向要求時(shí)，同步電機(jī)可以精確控制轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)，從而根據(jù)需要可以調(diào)整輸出功率，解決輸出變化的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)速度的控制和恒速控制。同步電機(jī)的定子線圈一般來(lái)說(shuō)采用的是多極繞組，使磁場(chǎng)的交替起伏有多極的變化，提高了電機(jī)的利用效率。

　　二、特點(diǎn)

　　1、轉(zhuǎn)矩精定：同步電機(jī)的精度較高，定子中心線圈可以根據(jù)需要選擇一些較高精度的線圈，精度可達(dá)高達(dá)1/1000，可實(shí)現(xiàn)無(wú)負(fù)載的精確控制，具有較強(qiáng)的低速重載能力。

　　2、機(jī)械構(gòu)造簡(jiǎn)單：同步電動(dòng)機(jī)的心軸由支承和密封及定子繞線等部件組成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸小，便于裝載和安裝，以及維護(hù)和更改。

　　3、定子線圈有阻尼效果：定子線圈可以綜合采用一些多極繞組，線圈旁路阻尼可以使定子線圈受到舿，從而可以有效穩(wěn)定轉(zhuǎn)矩。

　　4、材料成本低：由于同步電動(dòng)機(jī)的負(fù)載系數(shù)小，定子和轉(zhuǎn)子磁鐵密度低，材料成本低，可以有效的節(jié)約成本。

　　三、優(yōu)缺點(diǎn)

　　優(yōu)點(diǎn)

　　1、制動(dòng)性能強(qiáng)：同步電動(dòng)機(jī)具有很好的制動(dòng)性能，可以有效的抑制轉(zhuǎn)子的自由旋轉(zhuǎn)，這是由定子線圈多極繞組及定子引線形成的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下實(shí)現(xiàn)的。

　　2、轉(zhuǎn)動(dòng)精度高：同步電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)精度比普通電動(dòng)機(jī)高，可以根據(jù)定子中線號(hào)設(shè)計(jì)出更加精確的磁場(chǎng)，更好的實(shí)現(xiàn)安裝位置的精確控制。

　　3、應(yīng)用范圍廣：同步電機(jī)主要用于精密定位，動(dòng)穩(wěn)定部分及旋轉(zhuǎn)操作的驅(qū)動(dòng)，廣泛應(yīng)用于電機(jī)驅(qū)動(dòng)、空調(diào)、做程序控制的儀表以及用于ISS機(jī)器人驅(qū)動(dòng)等。

　　缺點(diǎn)

　　1、低效率：同步電機(jī)由于定子中心引線搭及轉(zhuǎn)子上的自轉(zhuǎn)磁鐵的形成的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用有自轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的損耗，所以電機(jī)的效率低于普通電動(dòng)機(jī)，耗能多，工用電流也比普通電機(jī)高一些。

　　2、定子鐵芯尺寸大：同步電機(jī)定子鐵芯尺寸比普通強(qiáng)度大，具有較強(qiáng)的磁感，一般用于中、低壓大功率電機(jī)，因此結(jié)構(gòu)尺寸也較大。

　　3、控制復(fù)雜：需要實(shí)現(xiàn)同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制，可以采用經(jīng)驗(yàn)比例控制、頻率控制或給定值控制等方式，但控制復(fù)雜，抗干擾能力差。

　　四、總結(jié)

　　同步電機(jī)是一種特殊的可逆電動(dòng)機(jī)。它具有轉(zhuǎn)矩精定、機(jī)械構(gòu)造簡(jiǎn)單、定子線圈有阻尼效果和材料成本低等特點(diǎn)。它的制動(dòng)性能強(qiáng)、精度高，可以用于調(diào)速控制、快速響應(yīng)、定位控制和速度測(cè)量等。由于其具有自動(dòng)歸零功能，可以用于變速調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)中。它也可以用于高速精度定位控制系統(tǒng)，但需要配合高性能電子驅(qū)動(dòng)器和伺服控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。另外，同步電機(jī)在節(jié)能方面也有良好的表現(xiàn)，尤其適用于用于低壓變量速度電機(jī)控制。同步電機(jī)的發(fā)展前景非常遠(yuǎn)大，但目前它們尚未能滿(mǎn)足多個(gè)應(yīng)用的要求，可能需要進(jìn)行一系列的改進(jìn)和優(yōu)化，以延伸其服務(wù)范圍。

　　步進(jìn)電機(jī)與同步電機(jī)的區(qū)別

　　同步電機(jī)與步進(jìn)電機(jī)的區(qū)別為：工作原理不同、特點(diǎn)不同、優(yōu)缺不同。

　　一、工作原理不同

　　1、同步電機(jī)：由于電樞繞組與主磁場(chǎng)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(chēng)交變電勢(shì)。通過(guò)引出線，即可提供交流電源。

　　2、步進(jìn)電機(jī)：工作原理是依靠氣隙磁導(dǎo)的變化來(lái)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。

　　二、特點(diǎn)不同

　　1、同步電機(jī)：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(chēng)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(wú)關(guān)。

　　2、步進(jìn)電機(jī)：精度為步進(jìn)角的3-5%，且不累積。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電機(jī)各相繞組的電感將形成一個(gè)反向電動(dòng)勢(shì);頻率越高，反向電動(dòng)勢(shì)越大。在它的作用下，電機(jī)隨頻率(或速度)的增大而相電流減小，從而導(dǎo)致力矩下降。

　　三、優(yōu)缺不同

　　1、同步電機(jī)：精度高、但造工復(fù)雜、造價(jià)高、維修相對(duì)困難。

　　2、步進(jìn)電機(jī)：雖然反應(yīng)慢，但易于安裝、使用，同時(shí)價(jià)格便宜。

　　步進(jìn)電機(jī)與同步電機(jī)的區(qū)別

　　同步電機(jī)與步進(jìn)電機(jī)的區(qū)別為：工作原理不同、特點(diǎn)不同、優(yōu)缺不同。

　　一、工作原理不同

　　1、同步電機(jī)：由于電樞繞組與主磁場(chǎng)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(chēng)交變電勢(shì)。通過(guò)引出線，即可提供交流電源。

　　2、步進(jìn)電機(jī)：工作原理是依靠氣隙磁導(dǎo)的變化來(lái)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。

　　二、特點(diǎn)不同

　　1、同步電機(jī)：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(chēng)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(wú)關(guān)。

　　2、步進(jìn)電機(jī)：精度為步進(jìn)角的3-5%，且不累積。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電機(jī)各相繞組的電感將形成一個(gè)反向電動(dòng)勢(shì);頻率越高，反向電動(dòng)勢(shì)越大。在它的作用下，電機(jī)隨頻率(或速度)的增大而相電流減小，從而導(dǎo)致力矩下降。

　　三、優(yōu)缺不同

　　1、同步電機(jī)：精度高、但造工復(fù)雜、造價(jià)高、維修相對(duì)困難。

　　2、步進(jìn)電機(jī)：雖然反應(yīng)慢，但易于安裝、使用，同時(shí)價(jià)格便宜。