搞工控的大家都聽說(shuō)過(guò)同步電機(jī)和異步電機(jī)。聽起來(lái)好像都懂，但真的讓你說(shuō)說(shuō)兩者的區(qū)別聯(lián)系和應(yīng)用原理，估計(jì)沒幾個(gè)人說(shuō)的清楚。今天小編帶大家一起學(xué)習(xí)一下。

一、什么是同步電機(jī)

同步電機(jī)，和感應(yīng)電機(jī) （即異步電機(jī)）一樣是一種常用的 交流電機(jī) 。

同步電機(jī)是電力系統(tǒng)的心臟，它是一種集旋轉(zhuǎn)與靜止、電磁變化與機(jī)械運(yùn)動(dòng)于一體，實(shí)現(xiàn)電能與機(jī)械能變換的元件，其動(dòng)態(tài)性能十分復(fù)雜，而且其動(dòng)態(tài)性能又對(duì)全電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能有極大影響。

特點(diǎn)是：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，其中f為電網(wǎng)頻率，p為電機(jī)的極對(duì)數(shù)，ns稱為同步轉(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)。

同步電機(jī)分為 同步發(fā)電機(jī) 和 同步電動(dòng)機(jī)。現(xiàn)代發(fā)電廠中的交流機(jī)以同步發(fā)電機(jī)為主。

二、什么是異步電機(jī)

異步電動(dòng)機(jī)又稱感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，是由氣隙旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電流相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能量的一種交流電機(jī)。

異步電動(dòng)機(jī)按照轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)分為兩種形式:有鼠籠式(鼠籠式異步電機(jī))、繞線式異步電動(dòng)機(jī)。

作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的異步電機(jī)。因其轉(zhuǎn)子繞組電流是感應(yīng)產(chǎn)生的，又稱感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。異步電動(dòng)機(jī)是各類電動(dòng)機(jī)中應(yīng)用最廣、需要量最大的一種。

各國(guó)的以電為動(dòng)力的機(jī)械中，約有90%左右為異步電動(dòng)機(jī)，其中小型異步電動(dòng)機(jī)約占70%以上。在電力系統(tǒng)的總負(fù)荷中，異步電動(dòng)機(jī)的用電量占相當(dāng)大的比重。

在中國(guó)，異步電動(dòng)機(jī)的用電量約占總負(fù)荷的60%多。

異步電機(jī)是一種交流電機(jī)，其負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)速與所接電網(wǎng)頻率之比不是恒定值。感應(yīng)電機(jī)（Induction motor）是一種僅有一套繞組聯(lián)接電源的異步電機(jī)。

在不致引起誤解和混淆的情況下，一般可稱感應(yīng)電動(dòng)機(jī)為異步電動(dòng)機(jī)。

IEC標(biāo)準(zhǔn)中指出：“感應(yīng)電機(jī)”一詞，在許多國(guó)家中實(shí)際上是作為“異步電機(jī)”的同義詞使用，而其他一些國(guó)家則只使用“異步電機(jī)”一詞來(lái)表示這兩種概念。

三、同步異步電機(jī)的區(qū)別

同步電機(jī)用于發(fā)電。異步電機(jī)用在電動(dòng)機(jī)上。

1、同步電機(jī)與異步電機(jī)設(shè)計(jì)上的區(qū)別

同步電機(jī)和異步電機(jī)最大的區(qū)別在于它們的轉(zhuǎn)子速度與定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)是否一致，電機(jī)的轉(zhuǎn)子速度與定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相同，叫同步電機(jī)，反之，則叫異步電機(jī)。

另外，同步電機(jī)與異步電機(jī)的定子繞組是相同的，區(qū)別在于電機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子是短路的繞組，靠電磁感應(yīng)產(chǎn)生電流。

而同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，有直流勵(lì)磁繞組，因此需要外加勵(lì)磁電源，通過(guò)滑環(huán)引入電流；因此同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)相對(duì)比較復(fù)雜，造價(jià)、維修費(fèi)用也相對(duì)較高。

2、同步電機(jī)與異步電機(jī)無(wú)功方面的區(qū)別

相對(duì)于異步電機(jī)只能吸收無(wú)功，同步電機(jī)可以發(fā)出無(wú)功，也可以吸收無(wú)功！

3、同步電機(jī)與異步電機(jī)在功能、用途上的區(qū)別

同步電機(jī)轉(zhuǎn)速與電磁轉(zhuǎn)速同步，而異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速則低于電磁轉(zhuǎn)速，同步電機(jī)不論負(fù)載大小，只要不失步，轉(zhuǎn)速就不會(huì)變化，異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速時(shí)刻跟隨負(fù)載大小的變化而變化。

同步電機(jī)的精度高、但造工復(fù)雜、造價(jià)高、維修相對(duì)困難，而異步電機(jī)雖然反應(yīng)慢，但易于安裝、使用，同時(shí)價(jià)格便宜。所以同步電動(dòng)機(jī)沒有異步電機(jī)應(yīng)用廣泛。

同步電機(jī)多應(yīng)用于大型發(fā)電機(jī)，而異步電機(jī)幾乎應(yīng)用在電動(dòng)機(jī)場(chǎng)合。

四、優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景

1、同步電機(jī)

特點(diǎn)：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)。

同步電機(jī)就是其轉(zhuǎn)速與同步轉(zhuǎn)速一致的電機(jī)（異步電機(jī)其轉(zhuǎn)速與同步轉(zhuǎn)速有一定的差值）。

其主要用作發(fā)電機(jī)，也用于大型機(jī)械如軋鋼機(jī)、壓縮機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、球磨機(jī)等的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。此外也用作電網(wǎng)的調(diào)相機(jī)調(diào)節(jié)電網(wǎng)無(wú)功功率。

2、異步電機(jī)

特點(diǎn)如下：

小型輕量化。

易實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速超過(guò)10 000r/min 的高速旋轉(zhuǎn)。

高速低轉(zhuǎn)矩時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)效率高。

低速時(shí)有高轉(zhuǎn)矩，以及有寬泛的速度控制范圍。

高可靠性（堅(jiān)固）。

制造成本低。

控制裝置的簡(jiǎn)單化。

異步電機(jī)是一種交流電機(jī)，其負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)速與所接電網(wǎng)的頻率之比不是恒定關(guān)系。還隨著負(fù)載的大小發(fā)生變化。負(fù)載轉(zhuǎn)矩越大，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速越低。

異步電機(jī)包括感應(yīng)電機(jī)、雙饋異步電機(jī)和交流換向器電機(jī)。感應(yīng)電機(jī)應(yīng)用最廣，在不引起誤解或混淆的情況下，一般可稱感應(yīng)電機(jī)為異步電機(jī)。

普通異步電機(jī)的定子繞組接交流電網(wǎng)，轉(zhuǎn)子繞組不需與其他電源連接。因此，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造、使用和維護(hù)方便，運(yùn)行可靠以及質(zhì)量較小，成本較低等優(yōu)點(diǎn)。

異步電機(jī)有較高的運(yùn)行效率和較好的工作特性，從空載到滿載范圍內(nèi)接近恒速運(yùn)行，能滿足大多數(shù)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械的傳動(dòng)要求。

異步電機(jī)還便于派生成各種防護(hù)型式，以適應(yīng)不同環(huán)境條件的需要。異步電機(jī)運(yùn)行時(shí)，必須從電網(wǎng)吸取無(wú)功勵(lì)磁功率，使電網(wǎng)的功率因數(shù)變壞。

因此，對(duì)驅(qū)動(dòng)球磨機(jī)、壓縮機(jī)等大功率、低轉(zhuǎn)速的機(jī)械設(shè)備，常采用同步電機(jī)。

由于異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速與其旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速有一定的轉(zhuǎn)差關(guān)系，其調(diào)速性能較差（交流換向器電動(dòng)機(jī)除外）。

對(duì)要求較寬廣和平滑調(diào)速范圍的交通運(yùn)輸機(jī)械、軋機(jī)、大型機(jī)床、印染及造紙機(jī)械等，采用直流電機(jī)較經(jīng)濟(jì)、方便。

但隨著大功率電子器件及交流調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展，適用于寬調(diào)速的異步電機(jī)的調(diào)速性能及經(jīng)濟(jì)性已可與直流電機(jī)的相媲美。

異步電機(jī)主要用作電動(dòng)機(jī)，其功率范圍從幾瓦到上萬(wàn)千瓦，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)和人們?nèi)粘Ｉ钪袘?yīng)用最廣泛的電動(dòng)機(jī)，為多種機(jī)械設(shè)備和家用電器提供動(dòng)力。

例如機(jī)床、中小型軋鋼設(shè)備、風(fēng)機(jī)、水泵、輕工機(jī)械、冶金和礦山機(jī)械等，大都采用三相異步電動(dòng)機(jī)（Asynchronous Motor）拖動(dòng)。

電風(fēng)扇、洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)器等家用電器中則廣泛使用單相異步電動(dòng)機(jī)。異步電機(jī)也可作為發(fā)電機(jī)，用于風(fēng)力發(fā)電廠和小型水電站等。