Асинхронный и синхронный двигатель: в чем разница, что лучше

Асинхронні і синхронні електродвигуни — агрегати, дія яких перетворює електричну енергію в механічну. Ця функція широко затребувана в різних пристроях і механізмах. Найчастіше це прокатні верстати, компресори, поршневі насоси та ін Розберемо, в чому різниця двох видів двигунів і чим відрізняються сфери їх застосування.

Пристрій синхронних електродвигунів

Відповідь на питання, в чому різниця двигунів ховається в пристрої. Конструктивно синхронний двигун складається з:

• рухомої частини, представленої індуктором або ротором;
• нерухомої частини, що складається із статора або якоря;
• щіток;
• контактних кілець;
• збудника;
• вентилятора.

Статор — частина агрегату, що представляє собою сердечник з обмоток, що знаходиться всередині корпуса. Основна складова частина індуктора — електромагніти постійного струму. Сам індуктор може бути явнополюсним і неявнополюсным.

В роторі і статорі розміщуються феромагнітні сталеві сердечники, які зменшують магнітне опір і сприяю тому, щоб магнітний потік краще проходив.

Найбільш затребувані трифазні та однофазні синхронні електродвигуни, принцип роботи обох видів мало чим відрізняється. Обмотка якоря підключається до мережі при цьому ротор залишається нерухомим, а постійний струм направляється в обмотку. Коли значення середнього часу дорівнює нулю, на ротор виявляється механічний вплив, в результаті він розганяється до частоти, яка практично дорівнює частоті обертання магнітного поля, потім запускається синхронний режим.

Відмінність трифазного синхронного електродвигуна в тому, що розташування провідників має певний кут. У них з’являється магнітне поле, яке обертається з синхронною швидкістю.

Особливості асинхронних електродвигунів

Двигуни асинхронного типу відрізняються конструкцією. Статор агрегату складається із сталевих листів, в його серцевині є спеціальні пази з покладеної на них обмоткою. Осі пазів зсуваються на 120° один відносно одного.

Конструкція асинхронного електродвигуна типу може мати фазний або короткозамкнений ротор. Перший варіант передбачає наявність сердечника, що має алюмінієві стрижні, які замкнуті кільцями. Головна відмінність від фазних в тому, що останні складаються з трифазної обмотки у формі зірки.

Обертання, захист і охолодження конструкції здійснюється завдяки підшипників, валу, крильчатці, кожуха вентилятора і підшипниковий щитів.

На відміну від синхронних агрегатів статор і ротор асинхронних моделей виробляють магнітні поля, які обертаються з різною частотою. Струм в роторі індукується безконтактним способом, тому немає необхідності впровадження в систему ковзних контактів. «Змусити» обертатися агрегат в потрібну сторону можна зміною напрямку струму в обмотці.

Чим відрізняються асинхронні двигуни від синхронних

У чому різниця двох видів двигунів змінного струму? Зовнішніх відмінностей конструкції не мають, ті незначні моменти, які є непомітними навіть професіоналам. Всі важливі відмінності необхідно шукати в роторі.

В асинхронному електродвигуні ротору не потрібно живлення струмом. У синхронному деталь має обмотку збудження, що володіє незалежним живленням. І в першому, і в другому випадку статори ідентичні і виконують єдину функцію — виробляють обертове магнітне поле.

Ще одна важлива відмінність — обороти двигуна. У чому різниця оборотів проявляється з практичної сторони? Якщо конструкція вимагає постійних обертів незалежно від навантаження, що рекомендується вибирати двигун синхронного типу відповідної потужності.

Який двигун краще синхронний або асинхронний

Розібравшись, у чому різниця дух видів агрегатів, з’ясуємо, який же з них краще для тієї чи іншої задачі. Асинхронні двигуни —загальнопромислові, завдяки чому мають широку сферу застосування. Від них може працювати обладнання та верстати з відносно постійним навантаженням. Також даний тип електродвигуна актуальне, якщо зниження обертів через навантаження не провокує виникнення критичної ситуації на виробництві.

Ще у чому різниця? В ціні. Виробництво синхронних двигунів вимагає великих витрат, це робить їх вартість вище. Тому, якщо допустимо незначне зменшення кількості обертів, вибір краще зробити на користь асинхронного двигуна типу.

Синхронні найбільш затребувані в електроприводах, які не вимагають зміни частоти обертання. На відміну від асинхронних вони показують більш високий ККД. Ще один важливий момент у відповіді на питання, в чому різниця між двигунами криється в тривалості роботи. Синхронні — це великі потужності у сотні кіловат, які працюють цілодобово і практично не зупиняються.

Наш интернет-магазин предлагает купить
асинхронные электродвигатели АИР от производителя в Украине. В каталоге представлены модели различной мощности и количества оборотов, в том числе наиболее популярные и востребованные 1000, 1500, 3000 об/мин.

принципы работы и различия в характеристиках

Электродвигатели — машины, превращающие энергию электричества в механическую. Преобразованная энергия приводит во вращательное движение ротор двигателя, передающий вращение через трансмиссию непосредственно на вал исполнительного механизма. Основными типами электродвигателей являются синхронный и асинхронный двигатели. Различия между ними определяют возможности использования в различных устройствах и технологических процессах.

• Принципы работы
  • Особенности синхронных двигателей
  • Отличительные черты асинхронных двигателей
• Отличие в характеристиках электродвигателей

Принципы работы

Все электродвигатели имеют неподвижный статор и вращающийся ротор. Разница между асинхронным и синхронным двигателями состоит в принципах создания полюсов. В асинхронном электродвигателе они создаются явлением индукции. Во всех других электродвигателях используются постоянные магниты или катушки с током, создающие магнитное поле.

Особенности синхронных двигателей

Ведущие агрегаты синхронной машины — якорь и индуктор. Якорем является статор, а индуктор располагается на роторе. Под действием переменного тока в якоре образуется вращающееся магнитное поле. Оно сцепляется с магнитным полем индуктора, образованным полюсами постоянных магнитов или катушек с постоянным током. В результате этого взаимодействия энергия электричества преобразуется в кинетическую энергию вращения.

Ротор синхронной машины имеет частоту вращения такую же, как у поля статора. Достоинства синхронных электродвигателей:

• Конструктивно используется и как двигатель, и как генератор.
• Частота вращения, не зависящая от нагрузки.
• Большой коэффициент полезного действия.
• Малая трудоёмкость в ремонте и обслуживании.
• Высокая степень надёжности.

Синхронные машины широко используются как электродвигатели большой мощности для небольшой скорости вращения и постоянной нагрузки. Генераторы применяются там, где требуется автономный источник питания.

Имеются у синхронной машины и недостатки:

• Требуется источник постоянного тока для питания индуктора.
• Отсутствует начальный пусковой момент, для запуска требуется применение внешнего момента или асинхронного пуска.
• Щётки и коллекторы быстро выходят из строя.

Современные синхронные агрегаты содержат в индукторе дополнительно к обмотке, питаемой постоянным током, ещё и пусковую короткозамкнутую обмотку, которая предназначена для пуска в асинхронном режиме.

Отличительные черты асинхронных двигателей

Вращающееся магнитное поле статора асинхронного двигателя наводит индукционные токи в роторе, которые образуют собственное магнитное поле. Взаимодействие полей приводит ротор во вращение. Частота вращения ротора при этом отстаёт от частоты вращения магнитного поля. Именно это свойство отражено в названии двигателя.

Асинхронные электродвигатели бывают двух типов: с короткозамкнутым и с фазным ротором.

Бытовые приборы, такие как вентилятор или пылесос, обычно снабжены двигателями с короткозамкнутым ротором, который представляет собой «беличье колесо». Все стержни замыкаются приваренными с обеих сторон дисками. Взаимодействие магнитного поля статора с наведёнными токами в роторе образовывает электромагнитную силу, которая действует на ротор в направлении вращения поля статора. Крутящий момент на валу электродвигателя создаётся всеми электромагнитными силами от каждого проводника.

В электродвигателе с фазным ротором применяется тот же статор, что и для мотора с короткозамкнутым ротором. А в ротор добавляются обмотки трёх фаз, соединённые в «звезду». К ним можно при пуске двигателя подключать реостаты, регулирующие пусковые токи. С помощью реостатов можно регулировать и частоту вращения двигателя.

Достоинствами асинхронных двигателей можно назвать:

• Питание непосредственно от сетей переменного тока.
• Простоту устройства и сравнительно невысокую стоимость.
• Возможность использования в бытовых приборах с применением однофазного подключения.
• Низкое потребление энергии и экономичность.

Серьёзные недостатки — сложная регулировка частоты вращения и большие теплопотери. Для предотвращения перегрева корпус агрегата делается ребристым, и на вал электродвигателя устанавливается крыльчатка для охлаждения.

Отличие в характеристиках электродвигателей

Конструктивные особенности и рабочие характеристики электродвигателей имеют решающее значение при выборе агрегатов. От этого зависит проектирование трансмиссий и всех силовых узлов механизмов. При выборе двигателя нужно опираться на общность и главные отличия в свойствах машин:

• Главное отличие синхронного от асинхронного двигателя заключается в конструкции ротора. Он представляет собой постоянный или электрический магнит. У асинхронника магнитные поля в роторе наводятся с помощью электромагнитной индукции.
• У синхронных двигателей частота вращения вала постоянна, у асинхронников она может изменяться при изменении нагрузки.
• У синхронников отсутствует пусковой момент. Для входа в синхронизацию требуется применять асинхронный пуск.

Синхронный и асинхронный электродвигатели находят каждый своё применение. Синхронные двигатели рекомендуется использовать везде при высоких мощностях, где присутствует непрерывный производственный процесс и не нужно часто перезапускать агрегаты или регулировать частоту вращения. Они используются в конвейерах, прокатных станах, компрессорах, камнедробилках и т. д. Современный синхронный электродвигатель имеет такой же быстрый запуск, как и асинхронный, но он меньше и экономичнее, чем асинхронный, равный по мощности.

Асинхронные электродвигатели с фазным ротором применяются там, где нужен большой пусковой момент и частые остановки агрегатов. Например, в лифтах и башенных кранах. Асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором получили широкое применение из-за простоты устройства и удобства в эксплуатации.

Используя достоинства разных агрегатов и то, чем отличается синхронный двигатель от асинхронного, можно делать обоснованный выбор того или иного мотора при проектировании машин, станков и другого оборудования.

Синхронный двигатель против асинхронного двигателя —

Электродвигатели — это оборудование, используемое для преобразования электричества в механическую энергию. Они используют электромагнетизм для работы, что облегчает взаимодействие между электрическим током и магнитным полем двигателя. Это взаимодействие создает крутящий момент в проволочной обмотке, который заставляет вал двигателя вращаться. Электродвигатели часто используются в таких приложениях, как электроинструменты, бытовая техника, вентиляторы, гибридные или электрические транспортные средства и многие другие.

В этом сообщении блога мы рассмотрим, как работают электродвигатели переменного тока (AC), а также различные различия между синхронными и асинхронными двигателями.

Как работает электродвигатель переменного тока?

Двигатель переменного тока специально преобразует переменный ток в механическую энергию за счет использования процесса электромагнитной индукции. В этих двигателях используется статор и ротор для работы с переменным током, при этом статор остается неподвижным, а ротор вращается.

В зависимости от применения могут использоваться однофазные или трехфазные двигатели переменного тока. Трехфазные двигатели переменного тока идеально подходят для применений, требующих большого преобразования мощности, в то время как приложения, требующие преобразования малой мощности, как правило, используют однофазные двигатели переменного тока. Например, однофазные двигатели переменного тока широко используются в жилых и коммерческих устройствах.

Существуют две основные категории двигателей переменного тока: синхронные и асинхронные. Эти типы отличаются скоростью вращения ротора по сравнению со скоростью статора.

Синхронный двигатель и асинхронный двигатель

Принципиальное различие между этими двумя двигателями заключается в том, что скорость вращения ротора относительно скорости статора у синхронных двигателей одинакова, а скорость вращения ротора у асинхронных двигателей меньше его синхронной скорости . Вот почему асинхронные двигатели также известны как асинхронные двигатели.

Асинхронный характер асинхронных двигателей создает скольжение — разницу между скоростью вращения вала и скоростью магнитного поля двигателя — что позволяет увеличить крутящий момент. Эти двигатели питаются от статора, а ротор индуцирует ток — отсюда и название «асинхронный» двигатель. Синхронные двигатели не имеют скольжения, потому что статор и ротор синхронизированы и требуют внешнего источника питания переменного тока.

Синхронные двигатели имеют два электрических входа, что делает их машинами с двойным возбуждением. В трехфазных синхронных двигателях обычно трехфазный переменный ток или другой вход питают обмотку статора, необходимую для облегчения создания крутящего момента. В качестве источника питания ротора часто используется постоянный ток, который либо запускает, либо возбуждает ротор. Когда поля статора и ротора замыкаются вместе, двигатель становится синхронным. Эти двигатели используются в таких приложениях, как электростанции, производственные предприятия и регулирование напряжения в линиях электропередачи.

В отличие от синхронных двигателей, асинхронные двигатели могут запускаться при подаче питания на статор, что устраняет необходимость в источнике питания для возбуждения или запуска ротора. Эти двигатели также имеют конструкцию с короткозамкнутым ротором или обмоткой, что привело к разработке таких типов двигателей, как асинхронные двигатели с пусковым конденсатором, асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором и двигатели с двойным короткозамкнутым ротором. Асинхронные двигатели используются в центробежных вентиляторах и компрессорах, конвейерах, токарных станках и лифтах.

Позвольте компании TLC помочь вам найти электродвигатель для вашего применения

Электрические двигатели используются в самых разных областях, от питания предприятий до небольших индивидуальных приложений, таких как бытовая техника. OEM-производителям и поставщикам электродвигателей нужны партнеры, которым они могут доверять для производства надежных деталей.
Thomson Lamination предлагает высококачественные штампованные компоненты для ламинирования электродвигателей. Мы можем производить большие объемы ламинирования ротора и статора с использованием металлов с высокой проводимостью для синхронных или асинхронных двигателей. Чтобы получить более подробную информацию о наших возможностях, свяжитесь с нами сегодня.

▷ Синхронные и асинхронные двигатели – где их использовать?

Многие люди часто путаются в понятиях «синхронный» и «асинхронный двигатель» и в том, каково их применение. Именно поэтому один из новых членов сообщества электротехники написал эту статью. Проверьте это ниже:

Следующая информация касается общих принципов работы синхронных и асинхронных двигателей, их преимуществ и того, где они обычно используются, и чего можно достичь, используя каждый из этих двигателей.

Давайте сначала сосредоточимся на принципах их работы…

Синхронные и асинхронные двигатели – принципы работы

Синхронные двигатели

Это типичный электрический двигатель переменного тока, способный развивать синхронную скорость. В этих двигателях и статор, и ротор вращаются с одинаковой скоростью, что обеспечивает синхронизацию. Основной принцип работы заключается в том, что когда двигатель подключен к сети, электричество поступает в обмотки статора, создавая вращающееся электромагнитное поле. Это, в свою очередь, индуцируется в обмотках ротора, который затем начинает вращаться.

Внешний источник постоянного тока необходим для синхронизации направления вращения ротора и положения статора. В результате этой блокировки двигатель должен либо работать синхронно, либо не работать вообще.

Асинхронные двигатели

Принцип работы асинхронных двигателей почти такой же, как у синхронных двигателей, за исключением того, что к ним не подключен внешний возбудитель. Проще говоря, асинхронные двигатели, также известные как асинхронные двигатели, также работают по принципу электромагнитной индукции, в котором ротор не получает электроэнергию за счет проводимости, как в случае двигателей постоянного тока.

Единственная загвоздка здесь в том, что для возбуждения ротора в асинхронных двигателях не подключено внешнее устройство, и, следовательно, скорость ротора зависит от переменной магнитной индукции. Это изменяющееся электромагнитное поле заставляет ротор вращаться со скоростью ниже скорости магнитного поля статора. Поскольку скорость ротора и скорость магнитного поля статора различаются, эти двигатели известны как асинхронные двигатели. Разница в скорости известна как «скольжение».

Синхронные и асинхронные двигатели – преимущества и недостатки

1. Синхронный двигатель работает с постоянной скоростью на заданной частоте независимо от нагрузки. Но скорость асинхронного двигателя уменьшается с увеличением нагрузки.
2. Синхронный двигатель может работать в широком диапазоне коэффициентов мощности, как с отставанием, так и с опережением, тогда как асинхронный двигатель всегда работает с отстающим коэффициентом мощности, который может быть очень низким при уменьшении нагрузки.
3. Синхронный двигатель не запускается самостоятельно, тогда как асинхронный двигатель может запускаться самостоятельно.
4. На крутящий момент синхронного двигателя изменения напряжения не влияют так сильно, как на асинхронный двигатель.
5. Для запуска синхронного двигателя требуется внешнее возбуждение постоянного тока, но для работы асинхронного двигателя внешнее возбуждение не требуется.
6. Синхронные двигатели обычно дороги и сложны по сравнению с асинхронными двигателями, которые менее дороги и удобны в использовании.
7. Синхронные двигатели особенно хороши для низкоскоростных приводов (ниже 300 об/мин), поскольку их коэффициент мощности всегда можно отрегулировать до 1,0, и они очень эффективны. С другой стороны, асинхронные двигатели отлично подходят для скоростей выше 600 об/мин.
8. В отличие от асинхронных двигателей, синхронные двигатели могут работать на сверхнизких скоростях с помощью мощных электронных преобразователей, которые генерируют очень низкие частоты. Их можно использовать для привода дробилок, вращающихся печей и шаровых мельниц с регулируемой скоростью.

Синхронные и асинхронные двигатели. Применение

Применение синхронных двигателей

1. Они обычно используются на электростанциях для достижения соответствующего коэффициента мощности. Они работают параллельно шинам и часто подвергаются внешнему перевозбуждению для достижения желаемого коэффициента мощности.
2. Они также используются в обрабатывающей промышленности, где используется большое количество асинхронных двигателей и трансформаторов для преодоления запаздывания коэффициента мощности.
3. Используется на электростанциях для выработки электроэнергии с заданной частотой.
4. Используется для управления напряжением путем изменения его возбуждения в линиях передачи.

Применение асинхронных двигателей

Более 90% двигателей, используемых в мире, являются асинхронными двигателями, и они широко применяются во многих областях.