【导读】交流电机是用于实现机械能和交流电能相互转换的机械，一般分为同步电机和异步电机两大类。但是为什么会分同步和异步，同步电机和异步电机有什么区别，该在什么情况下用同步电机，什么情况下又该用异步电机呢？本次半月谈将一一为您分解。

同步电机与异步电机的区别

1、同步与异步的最大区别就在于它们的转子速度是不是与定子旋转的磁场速度一致，如果转子的旋转速度与定子是一样的，那就叫同步电动机，如果不一致，就叫异步电动机。

2、当极对数一定时，电机的转速和频率之间有严格的关系，用电机专业术语说，就是同步。异步电机也叫感应电机，主要作为电动机使用，其工作时的转子转速总是小于同步电机。

3、所谓“同步”就是电枢（定子）绕组流过电流后，将在气隙中形成一旋转磁场，而该磁场的旋转方向及旋转速度均与转子转向，转速相同，故为同步。异步电机的话，其旋转磁场与转子存在相对转速，即产生转距。

为什么会同步，为什么会不同步？

同步电机和异步电机的定子绕组是相同的，主要区别在于转子的结构。同步电机的转子上有直流励磁绕组，所以需要外加励磁电源，通过滑环引入电流；而异步电机的转子是短路的绕组，靠电磁感应产生电流。相比之下，同步电机较复杂，造价高。

同步和异步电机均属交流动力电机，是靠50Hz交流电网供电而转动。异步电机是定子送入交流电，产生旋转磁场，而转子受感应而产生磁场，这样两磁场作用，使得转子跟着定子的旋转磁场而转动。其中转子比定子旋转磁场慢，有个转差，不同步所以称为异步机。而同步电机定子与异步电机相同，但其转子是人为加入直流电形成不变磁场，这样转子就跟着定子旋转磁场一起转而同步，始称同步电机。

简单的说就是：异步电机的转子上没加直流励磁电流，同步电机的转子上加了一个直流励磁电流使转子的转速与定子与转子切割产生的磁场转速一致。

同步电机转子为什么要通入直流励磁电流，而不通入交流励磁电流？

按工频50HZ考虑，转子通入直流励磁电流，可在定子绕组中感应出50HZ电势。
转子通入交流励磁电流后，可分解为正向与反向两个旋转磁场，正向旋转磁场旋转速度与转子旋转速度迭加，在定子绕组中感应出100HZ电势；反向旋转磁场旋转速度与转子旋转速度抵消，与定子绕组相对静止，不产生电势，但定子磁通中出现直流分量，可能饱和。

同步电机与异步电机的选用原则

同步电机大多数用在大型发电机的场合，而异步电机则几乎全用在电动机场合。同步电机可以通过励磁灵活调节输入侧的电压和电流相位，即功率因数；异步电机的功率因数不可调，一般在0.75—0.85之间，因此在一些大的工厂，异步电机应用比较多，可附加一台同步电机做调相机用，用来调节工厂与电网接口处的功率因数。但是，由于同步电机造价高，维护工作量大，现在一般都采用电容补偿功率因数。

另外，一些早期采用晶闸管的变频器，由于器件没有自关断能力，需要依靠负载换流，这时需要用到同步电机。

同步电机效率较异步电机较高，在2000KW以上的电动机选型时，一般要考虑是否选用同步电机。但是，同步机因为有励磁绕组和滑环，需要操作工人有较高的水平来控制励磁，另外，比起异步电机的免维护来，维护工作量较大，所以，现在2500KW以下的电动机，现在大多选择异步电机。在功率较小时，效率的差别已经变得微不足道了。

应用变频器时，需要将电机和电网断开，将变频器接入。接入变频器后，电网侧的功率与电机无关，只与变频器有关。因此，除非用户原来已经有同步电机，否则应该选用异步电机，因为变频器和电机的造价都便宜。当然，如果选用早期的负载换流型变频器，则电机必须选用同步电机，这是变频器对电机的要求。

交流电机的低电压保护

交流电机装设低电压保护是为了限制自启动，而不是保护电机本身。当系统电压降到一定程度，电动机将疲倒、堵转，这个数值可称为临界电压，与电动机类型和负荷大小有关。

根据上海电器科学研究所资料，临界电压与额定电压的比值如下：在额定负荷下，笼型电动机为0. 67;绕线型电动机为0.71;同步电动机为0.5。在额定负荷的80%以下，同步电动机为0.4；在额定负荷的50%以下，异步电动机为0.4左右。

低电压保护的动作电压均接近临界电压（欠压保护）或低于甚至大大低于临界电压（失压保护一低压电动机应用甚广）。由此可见，在系统电压降到低电压保护的动作电压之前，电动机早已因电流增加而过负荷。

低电压保护可归纳为两类：①为保证人身和设备安全，防止电动机自启动（包括短延时和长延时）；②为保证重要电动机能自启动．切除足够数量的次要电动机（瞬时）。

【措施】

l)按工艺或安全条件不允许自启动的电动机或为保证重要电动机自启动而需要切除的次要电动机，应装设低电压保护。
2)对于不装设低电压保护或装设延时低电压保护的重要电动机，当电源电压中断后在规定的时限内恢复时，其接触器应维持吸合状态或能重新吸合。
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交流电动机的过负荷保护装设规定

过负荷是导致电动机损坏的主要原因。过负荷引起的温度过高，除危及绝缘外，还使定子和转子电阻增加，导致损耗和转矩改变，由于定子和转子发热不同而使气隙减少，导致运行可靠性降低甚至“扫堂”。在进行的调查中，收集到国内许多因过负荷保护不善而烧坏电动机的实例。这类情况国外亦有，以致美国《电气建设与维护》杂志称，大约电动机故障的95%是由过负荷产生的过热所致。当然，以上所称“过负荷”是广义的，即包括机械过负荷、断相运行、电压过低、频率升高、散热不良、环境温度过高等各种因素。但无论如何，过负荷保护的必要性是肯定的。因此，不宜机械过负荷的连续运行的电动机，应尽可能设过负荷保护。

目前常用的过负荷保护器件用于短时工作或断续周期工作的电动机时，整定困难，效果不好：故规定上述电动机可不装设过负荷保护，是为了照顾现实情况。如有运行经验或采用其他适用的保护时，仍宜装设。此外，某些场合下断电的后果比过负荷运行更严重，如没有备用机组的消防水泵，应在过负荷情况下坚持工作。

【措施】

交流电机的过负荷保护装设应符合下列规定：

1）运行中容易过负荷的电动机、启动或自启动条件困难而要求限制启动时间的电动机，应装设过负荷保护。额定功率大于3kW的连续运行电动机宜装设过负荷保护，但断电导致损失比过负荷更大时，不应装设过负荷保护，或使过负荷保护动作于信号。
2)短时工作或断续周期工作的电动机，可不装设过负荷保护，当电动机运行中可能堵转时，应装设保护电动机堵转的过负荷保护。

各种交流电机调速方式比较表