Чем отличается асинхронный двигатель

Синхронный и асинхронный двигатель: отличия, принцип работы, применение

Классификация двигателей основывается на разных параметрах. По одному из них, различают синхронный и асинхронный двигатель. Отличия приборов, общая характеристика и принцип работы описаны в статье.

Синхронный двигатель

Этот тип двигателя способен работать одновременно и в качестве генератора, и как, собственно, двигатель. Его устройство сродни синхронному генератору. Характерной особенностью двигателя является неизменяемая частота роторного вращения от нагрузки.

Эти виды двигателей широко применяются во многих сферах, например, для электрических проводов, которым необходима постоянная скорость.

Принцип работы синхронного двигателя

В основу его функционирования положено взаимодействие вращающегося магнитного поля якоря и магнитных полей индукторных полюсов. Обычно якорь находится в статоре, а индуктор распологается в роторе. Для мощных моторов используются электрические магниты для полюсов, а для слабых — постоянные.

Принцип работы синхронного двигателя включает в себя (кратковременно) и асинхронный режим, который обычно применяют для разгона до необходимой (то есть номинальной) скорости вращения. В это время индукторные обмотки замыкаются накоротко или посредством реостата. После достижения необходимой скорости индуктор начинают питать постоянным током.

Преимущества и недостатки

Основными минусами этого вида двигателя являются:

необходимость питания обмотки постоянным током;
сложность запуска;
скользящий контакт.

Большинство генераторов, где бы они ни использовались, являются синхронными. Преимуществами таких двигателей в целом являются:

Асинхронный двигатель

Данный вид устройста представляет механизм, направленный на трансформацию электрической энергии переменного тока в механическую. Из самого названия «асинхронный» можно сделать вывод, что речь идет о неодновременном процессе. И действительно, частота вращения магнитного поля статора здесь выше роторной всегда.
Такое устройство состоит из статора цилиндрической формы и ротора, в зависимости от вида которого асинхронные двигатели короткозамкнутые могут быть и с фазным ротором.

Принцип действия

Работа двигателя осуществляется на основе взаимодействия магнитного статорного поля и наводящихся этим же полем токов в роторе. Вращающий момент появляется тогда, когда имеется разность частоты вращения полей.

Резюмируем теперь, чем отличается синхронный двигатель от асинхронного. Чем объясняется широкое применение одного типа и ограниченное — другого?

Синхронный и асинхронный двигатель: отличия

Отличие работы двигателей - в роторе. У синхронного типа он заключается в постоянном или электрическом магните. Благодаря притягиванию разноименных полюсов вращающееся поле статора влечет и магнитный ротор. Их скорость получается одинаковой. Отсюда и название — синхронный.

В нем можно добиться, в отличие от асинхронного, даже опережения напряжения по фазам. Тогда устройство, подобно батареям конденсатора, может применяться для увеличения мощности.

Асинхронные двигатели, в свою очередь, просты и надежны, но их недостатком является трудность регулировки частоты вращения. Для реверсирования трехфазного асинхронного двигателя (то есть изменения направления его вращения в противоположную сторону) меняют расположение двух фаз или двух линейных проводов, приближающихся к обмотке статора.

Если рассматривать частоту вращения, то имеют и здесь синхронный и асинхронный двигатель отличия. В синхронном типе этот показатель является постоянным, в отличие от асинхронного. Поэтому первый используют там, где необходима постоянная скорость и полная управляемость, например, в насосах, вентиляторах и компрессорах.

Выявить на том или ином устройстве наличие рассматриваемых типов приборов очень просто. На асинхронном двигателе будет не круглое число оборотов (например, девятьсот тридцать в минуту), в то время как на синхронном — круглое (например, тысяча оборотов в минуту).

И те, и другие моторы управляются достаточно сложно. Синхронный тип имеет жесткую характеристику механики: при любой меняющейся нагрузке на вал мотора частота вращения будет одной и той же. При этом нагрузка, конечно, должна меняться с учетом того, чтобы двигатель способен ее выдержать, иначе это приведет к поломке механизма.

Так устроен синхронный и асинхронный двигатель. Отличия обоих видов обуславливают сферу их использования, когда один вид справляется с задачей оптимальным образом, для другого это будет проблематичным. В то же время можно встретить и комбинированные механизмы.

Разница между трансформатором и асинхронным двигателем

Асинхронный двигатель - это, по сути, трансформатор - в чем разница?

По сути, асинхронный двигатель представляет собой трансформатор , в котором статор является первичным, а ротор - короткозамкнутым вторичным. Это очевидно, особенно тогда, когда ротор неподвижен. Ток ротора создает поток, который противодействует и, следовательно, имеет тенденцию ослаблять поток статора. Это приводит к увеличению тока в обмотке статора, так же как увеличение вторичного тока в трансформаторе вызывает соответствующее увеличение первичного тока.Очень часто анализ асинхронного двигателя проводится на тех же линиях, что и трансформатор, с модификацией, в которой короткозамкнутый вторичный элемент рассматривает вращение.

Обратите внимание, что принцип работы как трансформатора, так и асинхронного двигателя одинаков, то есть закон Фарадея об электромагнитной индукции или взаимной индукции.

Так в чем же разница между трансформатором и асинхронным двигателем, хотя принцип действия одинаков для обеих машин?

Разница между асинхронным двигателем и трансформатором

Трансформатор является статическим устройством , тогда как двигатель является династической машиной , содержащейся на движущихся частях.
Трансформатор передает электроэнергию из одной цепи в другую без изменения частоты питания, то есть он только увеличивает или понижает уровень напряжения и тока, тогда как асинхронный двигатель преобразует электроэнергию в механическую энергию .
В трансформаторе частота индуцированной ЭДС и тока во вторичной обмотке такая же, как у частоты питания, равна , то есть частота первичной и вторичной обмоток постоянна, а в асинхронном двигателе частота тока и ЭДС на статоре остается неизменной, тогда как частота ротора является переменной , которая зависит от скольжения, а скольжение дополнительно зависит от нагрузки двигателя.Частота наведенной ЭДС на роторе равна кратности скольжения частоты статора.
В трансформаторе как входная, так и выходная энергия (первичная и вторичная) имеет вид электрической энергии, , тогда как в двигателе энергия питания ротора находится в электрической форме, а энергия статора преобразуется в механическую . форма энергии .
Трансформатор - это машина переменного потока , а асинхронный двигатель - машина с вращающимся потоком.
В трансформаторе в основном используется ферромагнитный железный сердечник в качестве среды для прохождения потока от первичного к вторичному, тогда как в асинхронном двигателе воздушный зазор используется между ротором и статором .
Трансформатор может работать с любым коэффициентом мощности , зависящим от нагрузки, в то время как асинхронный двигатель работал с коэффициентом мощности с запаздыванием, поскольку он потребляет ток запаздывания для намагничивания поданного ротора при запуске и работе из-за воздушного зазора.
КПД трансформатора всегда выше , чем КПД асинхронного двигателя, поскольку в трансформаторе нет движущихся частей, тогда как механические потери возникают в асинхронном двигателе, поскольку он не является статической машиной, как трансформатор.

Разница между проводимостью и индукцией (со сравнительной таблицей)

Основное различие между проводимостью и индукцией заключается в том, что проводимость позволяет заряжать нейтральное тело заряженным телом, образуя прямой контакт с ним. Индукция - это процесс зарядки нейтрального тела заряженным телом без прямого контакта.

Как проводимость, так и индукция относятся к двум различным способам, которые вызывают заряд нейтральных тел. Здесь мы увидим, какие основные дифференцирующие факторы существуют между ними.

Содержание: проводимость против индукции

Определение
Ключевые различия
Заключение

Сравнительная таблица

Основа для сравнения	Проводимость	Индукция
Basic	Это приводит к протеканию тока из-за электрического поля.	Это приводит к протеканию тока из-за изменения магнитного поля.
Расположение проводников	Требуется прямой контакт между заряженными и незаряженными проводниками.	Прямой контакт между заряженными и незаряженными телами не требуется.
Направление тока	Ток в обоих проводниках течет в одном направлении.	Индуцированный ток противоположен по направлению к действительному току.
Градиентный путь	Из-за характера переноса зарядов требуется градиентный путь.	Из-за индуцирующего характера зарядов траектория градиента не требуется.
Сумма платежа	Уменьшается за счет распределения расходов.	Остается неизменным

Определение проводимости

Проводимость - это явление передачи энергии от заряженного тела к незаряженному телу посредством прямого контакта.

Мы знаем, что ток через проводник протекает, когда существует разность потенциалов между двумя его концами.Из-за разницы в потенциале электрическое поле существует через проводник.

Это электрическое поле прикладывает электростатическую силу к зарядам, вследствие чего заряды движутся, а движение зарядов генерирует электрический ток.

Теперь возникает вопрос, как заряды от одного тела могут быть переданы другому телу ?

Для этого предположим, что у нас есть отрицательно заряженный цилиндрический стержень, который находится в контакте с нейтральной сферой (имеющей равное количество электронов и протонов).

Таким образом, благодаря прямому контакту ток, протекающий через один проводник (то есть стержень), начинает течь и через нейтральное тело, находящееся в контакте.

Это так, потому что из-за прямого контакта поле в обоих контактирующих телах изменяется одновременно.
Таким образом, заряды теперь начинают дрейфовать от одного тела к другому.

Это приводит к течению тока из-за проводимости в обоих телах.

Определение индукции

Явление, которое приводит к тому, что незаряженное тело электрически заряжается при помещении его около заряженного проводника, называется индукцией.

Чтобы индукция состоялась, два тела должны быть расположены ближе друг к другу.

Как мы уже говорили, ток в любом проводнике течет из-за движения носителей заряда.

Предположим, у нас есть отрицательно заряженное тело, поэтому движение зарядов внутри тела генерирует электрический ток. Мы знаем, что когда ток проходит через проводник, магнитное поле создается через него.

И согласно Фарадея , когда незаряженное тело помещается в область, где присутствует магнитное поле, тогда электрическое поле генерируется внутри него.

Проще говоря, можно сказать, что заряды противоположной полярности, присутствующие в заряженном теле, индуцируются в незаряженное тело.

Таким образом, генерируемое электрическое поле во втором теле вызывает протекание тока через него в противоположном направлении.

Следует отметить, что магнитное поле демонстрирует изменение в зависимости от изменения электрического поля первоначально заряженного проводника и, следовательно, индуцированного электрического поля в другом теле.

Таким образом, таким образом, мы можем сказать, что ток, текущий к одному проводнику, индуцируется в другом проводнике, расположенном рядом с ним.

Ключевые различия между проводимостью и индукцией

Проводимость - это процесс передачи зарядов от заряженного тела к нейтральному телу. При этом индукция - это процесс наведения зарядов на нейтральное тело с помощью заряженного тела.
Проводимость требует прямого физического контакта между двумя телами. Однако в случае индукции никакого физического контакта не требуется, но два тела должны быть расположены близко друг к другу.
В случае проводимости ток, протекающий через оба тела, имеет одинаковое направление.Принимая во внимание, что в случае индукции одинаковый ток течет через оба тела, но в разных направлениях.
Разность потенциалов должна существовать между двумя телами, чтобы проводимость имела место, поэтому требуется путь градиента. Поскольку во время индукции прямой контакт не поддерживается, траектория градиента не требуется.
Поскольку заряд передается в случае проводимости, таким образом, происходит уменьшение количества общего заряда, присутствующего в заряженном теле. В то время как в случае индукции заряд на первоначально заряженном теле остается тем же самым даже после индукции, заряды противоположной полярности в другом теле.

Заключение

Итак, это обсуждение просто заключает, что проводимость позволяет потоку заряда из-за электрического поля, произведенного в нем. Но индукция позволяет течь носителей заряда из-за изменения магнитного поля.

Что такое «скорость скольжения в асинхронном двигателе»? - его важность

Определение: Скольжение в асинхронном двигателе - это разница между скоростью основного потока и скоростью их ротора. Символ S представляет промах. Это выражается в процентах синхронной скорости. Математически это записано как

Величина проскальзывания при полной нагрузке варьируется от 6% для маленького двигателя до 2% для большого двигателя.

Асинхронный двигатель никогда не работает на синхронной скорости.Скорость ротора всегда меньше, чем у синхронной скорости. Если скорость ротора равна синхронной скорости, между неподвижными проводниками ротора и основным полем не происходит относительного движения.

Отсутствие ЭДС индукции в роторе и нулевой ток генерирует на проводниках ротора. Электромагнитный крутящий момент также не индуцируется. Таким образом, скорость вращения ротора всегда сохраняется немного меньше, чем синхронная скорость. Скорость, с которой работает асинхронный двигатель, называется скоростью скольжения.

Разница между синхронной скоростью и фактической скоростью ротора называется скоростью скольжения. Другими словами, скорость скольжения показывает относительную скорость ротора относительно скорости поля.

Скорость ротора немного меньше синхронной скорости. Таким образом, скорость скольжения выражает скорость вращения ротора относительно поля.

Если N _с синхронная скорость в обороте в минуту
N _r - фактическая частота вращения ротора в минуту.

Скорость скольжения асинхронного двигателя дана как

Дробная часть синхронной скорости называется на единичное скольжение или дробное скольжение . Слип за единицу называется Слип . Обозначается с.

Следовательно, скорость вращения ротора определяется уравнением, показанным ниже.

В качестве альтернативы, если

n _с - синхронная скорость вращения в секунду
n _r - фактическая скорость вращения ротора в секунду.

Затем

Процент проскальзывания в оборотах в секунду приведен, как показано ниже.

Проскальзывание асинхронного двигателя варьируется от 5 процентов для небольших двигателей до 2 процентов для больших двигателей.

Важность скольжения

Слип играет важную роль в асинхронном двигателе. Как мы знаем, скорость скольжения - это разница между синхронной и роторной скоростью асинхронного двигателя. ЭДС вызывает в роторе из-за относительного движения, или мы можем сказать скорость скольжения двигателя.Итак,

Ток ротора прямо пропорционален наведенной эдс.

Крутящий момент прямо пропорционален току ротора.

Следовательно,

Следовательно, крутящий момент прямо пропорционален скольжению.

Приведенное выше уравнение показывает, что крутящий момент, индуцируемый на роторе, прямо пропорционален скольжению асинхронного двигателя. Высокое значение скольжения вызывает эдс в роторе. Эта ЭДС создает сильный крутящий момент на проводниках ротора.

Величина проскальзывания регулируется с учетом нагрузки на двигатель. Для полной нагрузки требуется высокое значение крутящего момента. Это может быть достигнуто путем увеличения величины скольжения и снижения скорости вращения ротора. Проскальзывание двигателя поддерживается низким, когда асинхронный двигатель работает без нагрузки. Небольшое скольжение создает небольшой крутящий момент на двигателе.

Значение скольжения асинхронного двигателя регулируется в соответствии с требованием крутящего момента при нормальных рабочих условиях.