供应同步电动机的优点(同步电动机与感应电动机

1. 同步电动机与感应电动机优缺点

同步电机和感应电机一样是一种常用的交流电机。特点是：稳态运行时，转子的转速和电网频率之间又不变得关系n=ns=60f/p，ns成为同步转速。若电网的频率不变，则稳态时同步电机的转速恒为常数而与负载的大小无关。

异步电动机作电动机运行的异步电机。因其转子绕组电流是感应产生的，又称感应电动机。异步电动机是各类电动机中应用最广、需要量最大的一种。各国的以电为动力的机械中，约有90％左右为异步电动机，其中小型异步电动机约占70％以上。在电力系统的总负荷中，异步电动机的用电量占相当大的比重。在中国，异步电动机的用电量约占总负荷的60％多。

直流电动机用的是直流电源，定义输出或输入为直流电能的旋转电机，称为直流电机，它是能实现直流电能和机械能互相转换的电机。当它作电动机运行时是直流电动机，将电能转换为机械能；作发电机运行时是直流发电机，将机械能转换为电能。

直流电动机一般做发电机使用，回馈电网。

2. 感应电动机与异步电动机的区别

变频器带异步电动机和带变频电机的主要区别是：

　　一、普通异步电动机都是按恒频恒压设计的，不可能完全适应变频调速的要求。以下为变频器对电机的影响：

　　1、电动机的效率和温升的问题

　　不论那种形式的变频器，在运行中均产生不同程度的谐波电压和电流，使电动机在非正弦电压、电流下运行。拒资料介绍，以目前普遍使用的正弦波PWM型变频器为例，其低次谐波基本为零，剩下的比载波频率大一倍左右的高次谐波分量为：2u+1（u为调制比）。

　　高次谐波会引起电动机定子铜耗、转子铜（铝）耗、铁耗及附加损耗的增加，最为显著的是转子铜（铝）耗。因为异步电动机是以接近于基波频率所对应的同步转速旋转的，因此，高次谐波电压以较大的转差切割转子导条后，便会产生很大的转子损耗。除此之外，还需考虑因集肤效应所产生的附加铜耗。这些损耗都会使电动机额外发热，效率降低，输出功率减小，如将普通三相异步电动机运行于变频器输出的非正弦电源条件下，其温升一般要增加10%--20%。

　　2、电动机绝缘强度问题

　　目前中小型变频器，不少是采用PWM的控制方式。他的载波频率约为几千到十几千赫，这就使得电动机定子绕组要承受很高的电压上升率，相当于对电动机施加陡度很大的冲击电压，使电动机的匝间绝缘承受较为严酷的考验。另外，由PWM变频器产生的矩形斩波冲击电压叠加在电动机运行电压上，会对电动机对地绝缘构成威胁，对地绝缘在高压的反复冲击下会加速老化。

　　3、谐波电磁噪声与震动

　　普通异步电动机采用变频器供电时，会使由电磁、机械、通风等因素所引起的震动和噪声变的更加复杂。变频电源中含有的各次时间谐波与电动机电磁部分的固有空间谐波相互干涉，形成各种电磁激振力。当电磁力波的频率和电动机机体的固有振动频率一致或接近时，将产生共振现象，从而加大噪声。由于电动机工作频率范围宽，转速变化范围大，各种电磁力波的频率很难避开电动机的各构件的固有震动频率。

　　4、电动机对频繁启动、制动的适应能力

　　由于采用变频器供电后，电动机可以在很低的频率和电压下以无冲击电流的方式启动，并可利用变频器所供的各种制动方式进行快速制动，为实现频繁启动和制动创造了条件，因而电动机的机械系统和电磁系统处于循环交变力的作用下，给机械结构和绝缘结构带来疲劳和加速老化问题。

　　5、低转速时的冷却问题

　　首先，异步电动机的阻抗不尽理想，当电源频率较底时，电源中高次谐波所引起的损耗较大。其次，普通异步电动机再转速降低时，冷却风量与转速的三次方成比例减小，致使电动机的低速冷却状况变坏，温升急剧增加，难以实现恒转矩输出。

　　二、变频电动机的特点

　　1、电磁设计

　　对普通异步电动机来说，再设计时主要考虑的性能参数是过载能力、启动性能、效率和功率因数。而变频电动机，由于临界转差率反比于电源频率，可以在临界转差率接近1时直接启动，因此，过载能力和启动性能不在需要过多考虑，而要解决的关键问题是如何改善电动机对非正弦波电源的适应能力。方式一般如下：

　　1） 尽可能的减小定子和转子电阻。

　　减小定子电阻即可降低基波铜耗，以弥补高次谐波引起的铜耗增

　　2）为抑制电流中的高次谐波，需适当增加电动机的电感。但转子槽漏抗较大其集肤效应也大，高次谐波铜耗也增大。因此，电动机漏抗的大小要兼顾到整个调速范围内阻抗匹配的合理性。

　　3）变频电动机的主磁路一般设计成不饱和状态，一是考虑高次谐波会加深磁路饱和，二是考虑在低频时，为了提高输出转矩而适当提高变频器的输出电压。

　　2、结构设计

　　再结构设计时，主要也是考虑非正弦电源特性对变频电机的绝缘结构、振动、噪声冷却方式等方面的影响，一般注意以下问题：

　　1）绝缘等级，一般为F级或更高，加强对地绝缘和线匝绝缘强度，特别要考虑绝缘耐冲击电压的能力。

　　2）对电机的振动、噪声问题，要充分考虑电动机构件及整体的刚性，尽力提高其固有频率，以避开与各次力波产生共振现象。

　　3）冷却方式：一般采用强迫通风冷却，即主电机散热风扇采用独立的电机驱动。

　　4）防止轴电流措施，对容量超过160KW电动机应采用轴承绝缘措施。主要是易产生磁路不对称，也会产生轴电流，当其他高频分量所产生的电流结合一起作用时，轴电流将大为增加，从而导致轴承损坏，所以一般要采取绝缘措施。

　　5）对恒功率变频电动机，当转速超过3000/min时，应采用耐高温的特殊润滑脂，以补偿轴承的温度升高。

3. 同步电机和感应电机的优缺点

优缺点如下：1)效率高：在转子上嵌入永磁材料后，在正常工作时转子与定子磁场同步运行，转子绕组无感生电流，不存在转子电阻和磁滞损耗，提高了电机效率。

2)功率因数高：永磁同步电机转子中无感应电流励磁，定子绕组呈现阻性负载，电机的功率因数近于 1，减小了定子电流，提高了电机的效率。同时功率因数的提高，提高了电网品质因数，减小了输变电线路的损耗，输变电容量也可降低，节省 了电网投资

4. 同步电动机和异步电动机的优缺点

省电30%。

同步伺服：电机效率高，体积小：比普通异步电机效率高10%左右，比同功率的普通异步电机体积减少54%。

噪音低，惯量小：噪音比普通电机低10分贝左右，转子惯量小使电机加速性能好。

寿命比普通电机长：转子没有电流使轴承温升低，提高了电机运行寿命。

电机性能高，省电：应用高性能磁钢使电机运行性能好，很多场合能比普通电机省电30%

效率高，体积小：比普通异步电机效率高10%左右，比同功率的普通异步电机体积减少54%。

噪音低，惯量小：噪音比普通电机低10分贝左右，转子惯量小使电机加速性能好。

寿命比普通电机长：转子没有电流使轴承温升低，提高了电机运行寿命。

电机性能高，省电：应用高性能磁钢使电机运行性能好，很多场合能比普通电机省电30%。

5. 同步电动机与感应电动机相比有何优缺点

交流异步电机会被永磁同步电机替代，但短时间内暂时还是不会直接替代。永磁同步电机与异步电机的区别:1、平均效率高永磁同步电机的励磁磁场由永磁体提供，转子不需要励磁电流，电机效率提高，与异步电机相比，任意转速点均节约电能，尤其在转速较低的时候这种优势尤其明显。

2.启动转矩永磁同步电机采用异步起动方式，但是由于永磁同步电机在正常工作下转子绕组无法起到相应作用，在设计永磁电机时，可使转子绕组完全满足高起动转矩的要求，例如使起倍1.8倍上升到2.5倍，甚至更大。

3.体积小，重量轻永磁同步电机使用了高性能的永磁材料提供磁场，使得永磁电机的气隙磁场较感应电机大先增强，永磁电机的体积和重最较感应电机可以大大的缩小。

4、减轻电网负荷由于异步电机的效率低，要满足翰出功率的要求，势必要从电网多吸收电能，进一步增加了电两能量的损失，加重了电网负荷。

在永磁电机转子中无感应电流励班，电机的功率因数高，提高了电网的品质因数使电网中不再需安装补偿器。

同时，因永磁电机的高效率，也节约了电能。

永磁电机的转子采用稀土永磁材料制成，用这种材料制成的永磁电机替代了普通电机对转子的励磁部分，消除了转差，实现同步运转。

许多工作场合电动机普遍运行在额定负载的60%左右时效率低于70%，功率因数低于0.7。

而永磁同步电机在轻载时的效率仍能达到95%，功率因数也不低于0.95，节能效果相当显著。

同时永磁电机的结构简单，温升低，使用寿命也有明显的提升

6. 同步电动机与感应电动机的优缺点

主要有以下几点：

1、无刷直流电动机采用方波电流供电，可以提供更热闹过高的转矩/体积比，相同条件下输出转矩大15%2、在电动机中产生梯形波的磁场分布和梯形波的感应电动势要比正弦波的磁场分布和正弦变化的电动势简单，因此无刷直流电动机结构简单，制造成本低3、对于永磁同步电动机，由于定子电流是转子位置的正弦函数，系统需要高分辨率的位置传感器，结构复杂，价格昂贵。

4、产生方波电压和电流的变频器比产生正弦电压和电流的变频器简单，控制也简单的多，因此无刷直流电动机控制简单、控制器成本低。

7. 同步电动机的缺点

1、同步电机 优点：同步电动机的功率因数可以调节，在不要求调速的场合，应用大型同步电动机可以提高运行效率。 缺点：成本相比较与异步电机而言较高。 主要应用有三种，即作为发电机、电动机和补偿机。作为发电机运行是同步电机最主要的运行方式。小型同步电动机在变频调速系统中开始得到较多地应用。同步电机还可以接于电网作为同步补偿机。这时电机不带任何机械负载，靠调节转子中的励磁电流向电网发出所需的感性或者容性无功功率，以达到改善电网功率因数或者调节电网电压的目的。 2、异步电机 优点：异步电机是一种交流电机，其负载时的转速与所接电网的频率之比不是恒定关系。因此，它具有结构简单，制造、使用和维护方便，运行可靠以及质量较小，成本较低等优点。异步电机有较高的运行效率和较好的工作特性，从空载到满载范围内接近恒速运行，能满足大多数工农业生产机械的传动要求。 缺点：由于异步电机的转速与其旋转磁场转速有一定的转差关系，其调速性能较差(交流换向器电动机除外)。对要求较宽广和平滑调速范围的交通运输机械、轧机、大型机床、印染及造纸机械等，采用直流电机较经济、方便。　　 应用：作电动机，其功率范围从几瓦到上万千瓦，是国民经济各行业和人们日常生活中应用最广泛的电动机，为多种机械设备和家用电器提供动力。例如机床、中小型轧钢设备、风机、水泵、轻工机械、冶金和矿山机械等，大都采用三相异步电动机（Asynchronous Motor）拖动；电风扇、洗衣机、电冰箱、空调器等家用电器中则广泛使用单相异步电动机。异步电机也可作为发电机，用于风力发电厂和小型水电站等。

8. 比较同步电动机与异步电动机的本质差异

同步和异步的区别：

1、在计算机领域，同步就是指一个进程在执行某个请求的时候，若该请求需要一段时间才能返回信息，那么这个进程将会一直等待下去，直到收到返回信息才继续执行下去；异步是指进程不需要一直等下去，而是继续执行下面的操作，不管其他进程的状态。当有消息返回时系统会通知进程进行处理，这样可以提高执行的效率。

2、而我们平时经常讨论的同步问题多发生在多线程环境中的数据共享问题。即当多个线程需要访问同一个资源时，它们需要以某种顺序来确保该资源在某一特定时刻只能被一个线程所访问，如果使用异步，程序的运行结果将不可预料。因此，在这种情况下，就必须对数据进行同步，即限制只能有一个进程访问资源，其他线程必须等待。

实现同步的机制主要有临界区、互斥、信号量和事件

3、临界区：通过对多线程的串行化来访问公共资源或一段代码，速度快，适合控制数据访问。在任意时刻只允许一个线程对共享资源进行访问，如果有多个线程试图访问公共资 源，那么在有一个线程进入后，其他试图访问公共资源的线程将被挂起，并一直等到进入临界区的线程离开，临界区在被释放后，其他线程才可以抢占。

4、互斥量：采用互斥对象机制。 只有拥有互斥对象的线程才有访问公共资源的权限，因为互斥对象只有一个，所以能保证公共资源不会同时被多个线程访问。互斥不仅能实现同一应用程序的公共资源安全共享，还能实现不同应用程序的公共资源安全共享 .互斥量比临界区复杂。因为使用互斥不仅仅能够在同一应用程序不同线程中实现资源的安全共享，而且可以在不同应用程序的线程之间实现对资源的安全共享。

5、信号量：它允许多个线程在同一时刻访问同一资源，但是需要限制在同一时刻访问此资源的最大线程数目 。信号量对象对线程的同步方式与前面几种方法不同，信号允许多个线程同时使用共享资源，这与操作系统中的PV操作相同。它指出了同时访问共享资源的线程最大数目。它允许多个线程在同一时刻访问同一资源，但是需要限制在同一时刻访问此资源的最大线程数目。

6、事件：通过通知操作的方式来保持线程的同步，还可以方便实现对多个线程的优先级比较的操作 。

9. 同步感应电机和异步电动机的区别

旋转电机按交直流分：直流电机，交流电机。

交流电机可分为同步电机和异步电机(异步机也称感应电机）

说明：

直流电动机或直流发电机吸收或发出的电是直流的(也就是外部导线处是直流电），但是直流电机内部电枢上是交流电。

异步电机（感应电机）是交流电机，可以从定子把交流电感应到转子（一般转子回路是闭合的，跟定子侧没有直接点的联系），内部有同步速的旋转磁场，转子速一般略小于同步速，故称异步机。

要想跟详细就去看电机学。

10. 同步电动机与感应电动机相比有何优点

永磁同步直驱电机的优点:

1.效率高：

在转子上嵌入永磁材料后，在正常工作时转子与定子磁场同步运行，转子绕组无感生电流，不存在转子电阻和磁滞损耗，提高了电机效率。

2.功率因数高：

永磁同步电机转子中无感应电流励磁，定子绕组呈现阻性负载，电机的功率因数近于 1，减小了定子电流，提高了电机的效率。

同时功率因数的提高，提高了电网品质因数，减小了输变电线路的损耗，输变电容量也可降低，节省了电网投资。

3.起动转矩大：

在需要大起动转矩的设备中，可以用较小容量的永磁电机替代较大容量的Y系列电机。

如果37kw永磁同步电机代替45kW～55kW的Y系列电机，较好地解决了“大马拉小车”的现象，节省了设备投入费用，提高了系统的运行效能。

4.力能指标好 ：

Y系列电机在60％的负荷下工作时，效率下降15％，功率因数下降30％，力能指标下降40％；

而永磁同步电机的效率和功率因数下降甚微，当电机只有20％负荷时，其力能指标仍为满负荷的80％以上。

5.温升低：

转子绕组中不存在电阻损耗，定子绕组中几乎不存在无功电流，因而电机温升低。

6 .体积小，重量轻 ，耗材少：

同容量的永磁同步电机体积、重量、所用材料可以减小30％左右。

7.可大气隙化，便于构成新型磁路。

8 .电枢反应小 ，抗过载能力强。

永磁同步直驱电机的缺点:

1.不可逆退磁问题:

如果设计或使用不当，永磁同步电机在过高或过低温度时，在冲击电流产生的电枢反应作用下，或在剧烈的机械振动时有可能产生不可逆退磁，或叫失磁，使电机性能下降，甚至无法使用。

因此，既要研究开发适用于电机制造厂使用的检查永磁材料热稳定性的方法和装置，又要分析各种不同结构型式的抗去磁能力，以便设计和制造时，采用相应措施保证永磁同步电机不失磁。

2.成本问题:

铁氧体永磁同步电机由于结构工艺简单、质量减轻，总成本一般比电励磁电机低 ，因而得到了广泛应用。

由于稀土永磁目前的价格还比较贵，稀土永磁电机的成本一般比电励磁电机高，这需要用它的高性能和运行费用的节省来补偿。

在设计时既需要根据具体使用场合和要求进行性能、价格的比较后取舍，又要进行结构工艺的创新和设计优化，以降低成本。

3 .控制问题:

永磁同步电机不需外界能量 即可维持其磁场，但这也造成从外部调节、控制其磁场极为困难。

但是随着MOSFET、IGBT等电力电子器件和控制技术的发展，大多数永磁同步电机在应用中，可以不进行磁场控制而只进行电枢控制。

设计时需把永磁材料、电力电子器件和微机控制三项新技术结合起来，使永磁同步电机在崭新的工况下运行。

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