同步電動機與異步電動機

　　原理：

　　同步電機就是靠勵磁電流運行的，如果沒有勵磁，電機就是異步的。勵磁是加在轉子上的直流系統，它的旋轉速度和極性與定子是一致的，如果勵磁出現問題，電動機就會失步，調整不過來，觸發保護“勵磁故障”電動機跳閘 說的白一點，勵磁電流就是同步電機轉子中流過的電流（有了這個電流，使轉子相當于一個電磁鐵，有N極和S極），在正常運行時，這個電流是由外部加在轉子上的直流電壓產生的。以前這個直流電壓是由直流電動機供給，現在大多是由可控硅整流后供給。我們通常把可控硅整流系統稱為勵磁裝置。

　　直線異步電動機的結構主要包括定子、動子和直線運動的支撐輪三部分。為了保證在行程范圍內定子和動子之間具有良好的電磁場耦合，定子和動子的鐵心長度不等。定子可制成短定子和長定子兩種形式。由于長定子結構成本高、運行費用高，所以很少采用。直線電動機與旋轉磁場一樣，定子鐵心也是由硅鋼片疊成，表面開有齒槽；槽中嵌有三相、兩相或單相繞組；單相直線異步電動機可制成罩極式，也可通過電容移相。直線異步電動機的動子有三種形式：

　　（1）磁性動子 動子是由導磁材料制成（鋼板），既起磁路作用，又作為籠型動子起導電作用。

　　（2）非磁性動子 ，動子是由非磁性材料（銅）制成，主要起導電作用，這種形式電動機的氣隙較大，勵磁電流及損耗大。

　　（3）動子導磁材料表面覆蓋一層導電材料，導磁材料只作為磁路導磁作用；覆蓋導電材料作籠型繞組。

　　因磁性動子的直線異步電動機結構簡單，動子不僅作為導磁、導電體，甚至可以作為結構部件，其應用前景廣闊。

　　異步機就是電機的轉子轉動的速度與定子所產生的旋轉磁場的旋轉速度不一致，有一個差值（不同步）。我們叫轉差。這個轉差與定子所產生的旋轉磁場的轉速的比率叫轉差率。

　　同步機與異步機的區別在于：

　　從供電方面說，異步機只是在定子側加上電壓（也有轉子上加電壓的），而同步機要在定子和轉子上都加上電壓。也就是說異步機是單邊勵磁，同步機是雙邊勵磁。 從轉速方面說，異步機的轉速只與負荷大小有關（當然有一定的范圍），而同步機的轉速只與電網的頻率有關。 從結構上說，同步電機與異步機轉子的構造也不一樣。異步機的轉子是有夕鋼片和鋁條（或夕鋼片和線圈組成），而同步機一般由數塊磁鋼和線圈組成（也有隱極式的不太一樣）。 當然還有許多差別，如工藝要求、設計問題等等，我也說不全，請共同探討。

　　在電機設計上， 交流異步電機的轉子一般為鼠籠型的，還有繞線型的，定子上繞組也有不同的繞制方法。而同步電機設計上定子轉子可能都是繞線的。

　　電機的工作上， 同步電機工作時，電機的轉子通入直流電，產生類似永磁體產生的磁場，而定子上通入三相交流電，此時定子隨磁場變化同步旋轉，轉速n＝60f/p，這里f是電源頻率，p是電機的極對數。 異步電機工作時候，只有定子通電（三相交流電），轉子由于受到感應電流產生磁場（原理同變壓器），由于是感應電流，所以，產生磁場旋轉時候要滯后定子磁場一個角度，在定子側看，是定子磁場拖動轉子旋轉。轉速要低于同步轉速，所以就稱之為異步電機。

　　直線異步電動機的工作原理和旋轉式異步電動機一樣，定子繞組與交流電源相連接，通以多相交流電流后，則在氣隙中產生一個平穩的行波磁場（當旋轉磁場半徑很大時，就成了直線運動的行波磁場）。該磁場沿氣隙作直線運動，同時，在動子導體中感應出電動勢，并產生電流，這個電流與行波磁場相互作用產生異步推動力，使動子沿行波方向作直線運動。若把直線異步電動機定子繞組中電源相序改變一下，則行波磁場移動方向也會反過來，根據這一原理，可使直線異步電動機作往復直線運動。

　　直線異步電動機主要用于功率較大場合的直線運動機構，如門自動開閉裝置，起吊、傳遞和升降的機械設備，驅動車輛，尤其是用于高速和超速運輸等。由于牽引力或推動力可直接產生，不需要中間連動部分，沒有摩擦，無噪聲，無轉子發熱，不受離心力影響等問題。因此，其應用將越來越廣。直線同步電動機由于性能優越，應用場合與直線異步電動機相同，有取代趨勢。直線步進電動機應用于數控繪圖儀、記錄儀、數控制圖機、數控裁剪機、磁盤存儲器、精密定位機構等設備中。

　　同步式（次級為永久磁鋼）由于效率高、推力密度大、可控性好等優點，盡管其對隔磁防塵要求較高和裝配較困難，現在也已成為機床用直線電機的主流。

　　步進電機和交流伺服電機性能比較

　　步進電機是一種離散運動的裝置，它和現代數字控制技術有著本質的聯系。在目前國內的數字控制系統中，步進電機的應用十分廣泛。隨著全數字式交流伺服系統的出現，交流伺服電機也越來越多地應用于數字控制系統中。為了適應數字控制的發展趨勢，運動控制系統中大多采用步進電機或全數字式交流伺服電機作為執行電動機。雖然兩者在控制方式上相似（脈沖串和方向信號），但在使用性能和應用場合上存在著較大的差異。現就二者的使用性能作一比較。