同步電機(jī)和異步電機(jī)的主要區(qū)別是：同步電機(jī)能與其定子磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)達(dá)到同步轉(zhuǎn)速，異步電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)不到定子磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速。

大致有三種電機(jī)，同步電機(jī)、異步電機(jī)(以上兩種大多與電網(wǎng)相連)，還有一種DC電機(jī)。

以下內(nèi)容為過(guò)渡，僅作為電機(jī)（同步機(jī)、異步機(jī)）原理性知識(shí)的直觀講解(懂電機(jī)的可以跳過(guò))。

同步機(jī)和異步機(jī)，都是交流電機(jī)，利用了三相交流的一個(gè)有趣的特點(diǎn)：簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，如果三個(gè)線圈像攪拌器一樣排列(家里用來(lái)打雞蛋的那種)，三個(gè)線圈互不接觸，分別施加ABC三相電壓，這樣就產(chǎn)生了三相電流，然后就發(fā)生了有趣的事情。與施加的電壓頻率相同的電壓出現(xiàn)在由線圈包圍的空間中。因此，人們按照上述方法將線圈嵌入定子，然后在轉(zhuǎn)子所在的空間產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。

有了這個(gè)磁場(chǎng)，就好辦了。我們可以想象有一塊看不見(jiàn)的磁鐵在定子處旋轉(zhuǎn)。這時(shí)，如果轉(zhuǎn)子是磁鐵，那么轉(zhuǎn)子就會(huì)被移動(dòng)，也就是電機(jī)。反之，如果轉(zhuǎn)子帶動(dòng)了看不見(jiàn)的磁鐵，就變成了發(fā)電機(jī)(首先是轉(zhuǎn)子帶動(dòng)了虛磁鐵，所以轉(zhuǎn)子必然受到一個(gè)阻力矩，虛磁鐵受到一個(gè)功率矩。立正！它是力能轉(zhuǎn)換的中介(或標(biāo)志)。畢竟虛磁鐵是虛的，定子不動(dòng)，所以定子肯定得到電動(dòng)勢(shì)。如果定子有負(fù)載，就會(huì)有電流或三相。有電流就會(huì)有磁場(chǎng)，磁場(chǎng)會(huì)干擾轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的磁場(chǎng)。這叫旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)反應(yīng)。因此，在有負(fù)載的定子處獲得的電動(dòng)勢(shì)不同于無(wú)負(fù)載時(shí)獲得的電動(dòng)勢(shì))。

在上述原理的指導(dǎo)下，如果把轉(zhuǎn)子做成電磁鐵，由單獨(dú)的電源對(duì)外供電，那么這種電機(jī)就叫同步機(jī)。之所以叫同步機(jī)，是因?yàn)檗D(zhuǎn)子的磁性是獨(dú)立產(chǎn)生的，所以轉(zhuǎn)子可以達(dá)到那個(gè)虛擬磁鐵的轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)子獨(dú)立發(fā)電是好事，方便同步機(jī)調(diào)節(jié)，比如無(wú)功功率。

后來(lái)發(fā)現(xiàn)不用電磁鐵也可以把轉(zhuǎn)子做成鼠籠。由于虛擬磁鐵的磁力線會(huì)達(dá)到0.10-59000個(gè)籠條，所以大右手定則會(huì)產(chǎn)生電流。仔細(xì)研究你會(huì)發(fā)現(xiàn)，這個(gè)電流也是三相的，所以類(lèi)似于定子產(chǎn)生磁場(chǎng)的原理，轉(zhuǎn)子也產(chǎn)生一個(gè)圍繞它旋轉(zhuǎn)的虛磁鐵。進(jìn)一步研究，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，固定轉(zhuǎn)子的虛磁鐵在空間中是同速旋轉(zhuǎn)的。所以鼠籠的作用和電磁鐵類(lèi)似，但是鼠籠的電流是它和定子虛磁鐵相對(duì)運(yùn)動(dòng)引起的，所以鼠籠的虛磁鐵不是獨(dú)立的，鼠籠的轉(zhuǎn)速總是比定子虛磁鐵慢，達(dá)不到同步速度(否則就沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，沒(méi)有電流，也沒(méi)有鼠籠的磁場(chǎng))。

在分析中，同步電機(jī)具有獨(dú)立于轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)，就像電路中的有功負(fù)載一樣。異步電機(jī)，因?yàn)檗D(zhuǎn)子中的一切都是由定子產(chǎn)生的，所以相當(dāng)于一個(gè)無(wú)源負(fù)載。當(dāng)然，在設(shè)計(jì)上，同步電機(jī)更加復(fù)雜。

讓我們來(lái)看看他們的不同之處。

電樞

永磁同步電機(jī)型號(hào)

三相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖

同步和異步的區(qū)別在于對(duì)方閘的轉(zhuǎn)子速度是否與定子的磁場(chǎng)速度一致。如果轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與定子轉(zhuǎn)速相同，稱為同步電機(jī)；如果不是，就叫異步電機(jī)。

當(dāng)極數(shù)一定時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速和頻率之間有嚴(yán)格的關(guān)系。用電機(jī)術(shù)語(yǔ)來(lái)說(shuō)，就是同步。異步電機(jī)，也稱為感應(yīng)電機(jī)，主要用作電機(jī)，切割

所謂“同步”是指電樞(定子)繞組在電流流過(guò)后，會(huì)在氣隙中形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向和速度與轉(zhuǎn)子相同，所以是同步的。

如果電機(jī)異步，其旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子有相對(duì)速度，即產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。

一、同步電機(jī)和異步電機(jī)在設(shè)計(jì)上的不同：

同步電機(jī)和異步電機(jī)的定子繞組是一樣的，主要區(qū)別在于轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)。同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子上有DC勵(lì)磁繞組，因此需要施加一個(gè)勵(lì)磁電源通過(guò)滑環(huán)引入電流。而異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子是短路繞組，通過(guò)電磁感應(yīng)產(chǎn)生電流。相比之下，同步電機(jī)既復(fù)雜又昂貴。

同步電機(jī)和異步電機(jī)都是交流電源電機(jī)，由50Hz交流電網(wǎng)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。異步電機(jī)是定子送交流電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，而轉(zhuǎn)子被感應(yīng)產(chǎn)生磁場(chǎng)，這樣兩個(gè)磁場(chǎng)共同作用使轉(zhuǎn)子隨著定子的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)。其工作時(shí)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速總是小于同步電機(jī)。.同步電機(jī)的定子和異步電機(jī)一樣，只是二、為什么會(huì)同步，為什么會(huì)不同步呢？。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，異步電機(jī)轉(zhuǎn)子上沒(méi)有DC勵(lì)磁電流，在同步電機(jī)轉(zhuǎn)子上加一個(gè)DC勵(lì)磁電流，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與切割定轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的磁場(chǎng)速度一致。

轉(zhuǎn)子比定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)慢，有個(gè)轉(zhuǎn)差，不同步所以稱為異步機(jī)

考慮到電源頻率為50HZ，向轉(zhuǎn)子施加DC勵(lì)磁電流，可在定子繞組中感應(yīng)出50HZ的電勢(shì)。

交流勵(lì)磁電流作用于轉(zhuǎn)子后，可分解為兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)：正向和反向。正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速疊加，在定子繞組中感應(yīng)出100HZ的電勢(shì)。反向磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速抵消轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，與定子繞組相對(duì)靜止，不產(chǎn)生電勢(shì)，但定子磁通中出現(xiàn)DC分量，可能飽和。

其轉(zhuǎn)子是人為加入直流電形成不變磁場(chǎng)，這樣轉(zhuǎn)子就跟著定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)一起轉(zhuǎn)而同步，始稱同步電機(jī)

同步電動(dòng)機(jī)多用于大型發(fā)電機(jī)。異步電機(jī)幾乎都用于電機(jī)場(chǎng)合。同步電機(jī)可以通過(guò)勵(lì)磁靈活調(diào)節(jié)輸入側(cè)的電壓和電流相位，即功率因數(shù)；異步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)不可調(diào)，一般在0.75-0.85之間。因此，在一些大型工廠中，當(dāng)廣泛使用異步電動(dòng)機(jī)時(shí)，可以附加一臺(tái)同步電動(dòng)機(jī)，以調(diào)節(jié)工廠與電網(wǎng)接口處的功率因數(shù)。但由于同步電機(jī)成本高，維護(hù)工作量大，現(xiàn)在一般采用電容補(bǔ)償功率因數(shù)。

同步電機(jī)的效率略高于異步電機(jī)。在選擇2000KW以上的電機(jī)時(shí)，一般需要考慮是否選擇同步電機(jī)。但同步電機(jī)有勵(lì)磁繞組和滑環(huán)，所以運(yùn)行人員需要有較高的水平來(lái)控制勵(lì)磁。此外，與免維護(hù)異步電機(jī)相比，維護(hù)工作量更大。所以現(xiàn)在2500KW以下的電機(jī)大多選擇異步電機(jī)。當(dāng)功率較小時(shí)，效率的差異已經(jīng)變得微不足道。

異步電動(dòng)機(jī)因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、易于安裝、使用和維護(hù)而得到廣泛應(yīng)用。缺點(diǎn)是效率低，功率因數(shù)低，對(duì)電網(wǎng)不利。同步電機(jī)的高效率是容性負(fù)載，可以提高電網(wǎng)的功率因數(shù)。

同步電機(jī)需要?jiǎng)?lì)磁電壓和電流調(diào)節(jié)，異步電機(jī)不需要；同步電機(jī)可以為系統(tǒng)補(bǔ)償無(wú)功功率，而異步電機(jī)需要特殊設(shè)備來(lái)增加功率補(bǔ)償。

同步電動(dòng)機(jī)主要有三種運(yùn)行方式，即作為發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)和補(bǔ)償器。作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行是同步電動(dòng)機(jī)重要的運(yùn)行方式，作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行是同步電動(dòng)機(jī)的另一種重要運(yùn)行方式。同步電機(jī)的功率因數(shù)可以調(diào)節(jié)，在不需要調(diào)速的情況下，應(yīng)用大型同步電機(jī)可以提高運(yùn)行效率。近年來(lái)，小型同步電動(dòng)機(jī)已廣泛應(yīng)用于變頻調(diào)速系統(tǒng)中。同步電機(jī)也可以作為同步補(bǔ)償器連接到電網(wǎng)。此時(shí)，在沒(méi)有任何機(jī)械負(fù)載的情況下，電機(jī)通過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子中的勵(lì)磁電流，向電網(wǎng)發(fā)出所需的感性或容性無(wú)功功率，從而提高電網(wǎng)的功率因數(shù)或調(diào)節(jié)電網(wǎng)的電壓。三、同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子為什么要通入直流勵(lì)磁電流，而不通入交流勵(lì)磁電流？