非同步電機和同步電機中的「非同步」與「同步」指的是什麼？

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交流電機主要分為同步電機和非同步電機。

首先來說一下什麼是同步轉速：電機外殼是定子，定子繞組上通入三相對稱交流電，三相對稱交流電就會在定子上產生磁場，定子上有三相對稱交流電，而且有對稱繞組，形成磁場比較複雜，不過，它們的合成磁場卻是一個旋轉的磁場，你可以簡單的認為這個三相對稱交流系統形成了一個看不見摸不著的旋轉磁場，這個旋轉磁場繞著定子圓周旋轉，旋轉的速度叫做同步轉速。

這是三相對稱的定子繞組，通上三相對稱交流電，形成旋轉磁場的物理模型

但真實的非同步電動機轉子是這樣的，這就是非同步電動機的定子，裡面畫的那三根線代表旋轉磁場的磁力線，這個磁場隨著電流的變化在不停以同步轉速進行旋轉。

這個同步轉速n是比較固定的，和交流電的頻率f以及繞組的極對數p有關係,關係式為 $n=60f/p$ 。因為我們國家的電網頻率是50Hz，所以根據極對數p的不同，同步轉速一般是3000轉每分鐘、1500轉每分鐘、1000轉每分鐘、750轉每分鐘等等。

好，現在我們明白了，定子繞組雖然安安靜靜的在那裡不動，但是因為它通入了變化的交流電，所以它產生了以同步速度旋轉的磁場。

如果是非同步電動機的話，轉子結構很簡單，就是閉合線圈，最簡單的鼠籠式非同步電機就是這個樣子的，所以非同步電機轉子結構簡單、價格便宜、維護方便、運行可靠，得到了廣泛的應用啊！

鼠籠式非同步電動機結構，像一個鼠籠子一樣，其實就是一些鋁條導體組成的閉合線圈

把這樣一個閉合線圈放入定子內部，定子的旋轉磁場必然會在轉子線圈上產生感應電動勢，進而產生感應電流，最後產生轉子磁場，這樣非同步電動機的轉子就變成了一個電磁鐵，這個電磁鐵必然會跟隨定子旋轉磁場進行旋轉。

看看定子磁場是如何切割轉子繞組線圈的

在非同步電動機中，把轉子旋轉的速度叫非同步轉速，由於轉子內部的電動勢和電流都是通過切割定子旋轉磁場得來的感應電動勢和感應電流，所以非同步電機還有一個名字叫感應電機。

非同步電動機一般就長這個樣子，你應該見過吧，很常見的一種電動機，又叫馬達。

既然你是靠切割磁感線感應得來的電動勢，那你要想存在電動勢，你就必須不停的切割磁感線才行，您說是不是這個道理，所以，轉子旋轉的速度就不能和定子旋轉磁場的速度相等，如果想等了他們兩個相對靜止了轉子就不切割定子磁場了，轉子就沒有感應電動勢了，你明白了嗎？所以轉子的非同步轉速永遠也不能等於定子旋轉磁場的同步轉速，即非同步轉速小於同步轉速，於是我們把他叫做非同步電機。

由於同步轉速的速度比較固定，所以非同步轉速也比較固定，比如3000轉每分鐘的同步轉速的話對應的非同步轉速就是2900+轉每分鐘，根據所帶負載的不同轉速會不同，空載時轉速最快，接近於同步轉速，負載時轉速下降。也就是非同步轉速雖然低於同步轉速，但是差距不會太大。

如果我們要想讓轉子的轉速和定子旋轉磁場的速度同步，也就是讓轉子轉速等於同步轉速，我們就需要想辦法把轉子本身變成一個電磁鐵，而不能依靠人家定子旋轉磁場來感應，怎麼辦呢？其實很簡單，給你的轉子專門接一個直流電源，這個直流電源就可以把轉子變成一個電磁鐵，這樣轉子就可以自立門戶了，轉子不再需要非得切割定子磁場來產生電動勢和電流了，這個時候轉子就會以同步速度跟隨定子旋轉磁場進行旋轉，這樣的電機就叫同步電機。

很明顯同步電機的轉子結構要比非同步電機複雜很多，所以同步電動機價格高，結構複雜，在生產生活中並沒有非同步電機應用的那麼廣泛，但是同步電機的主要應用是在發電機上，現在的火電站、水電站的汽輪機和水輪機基本上都是同步發電機。

你應該見過這種小型的柴油發電機，其實就是用柴油發動機為原動機帶動同步發電機工作的。

至於水電站和火電站的那種大型同步發電機感興趣的話可以自己搜索一下圖片看看。

我回答的幾個關於電機方面的問題：

詹姆斯艾倫：為什麼無功功率不足，電網電壓會降低，而有功功率不足，電網頻率會降低?

直流電機和交流電機的原理和區別是什麼？ - 詹姆斯艾倫的回答 - 知乎

無刷電機是什麼？ - 詹姆斯艾倫的回答 - 知乎

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「同步」是啥？

定子電流產生的旋轉磁場綁在（把磁場想像成一個實物）轉子這塊磁鐵或電磁鐵，一起「嗨」起來，兩者速度相同...

「非同步」是啥？

定子電流產生的旋轉磁場自帶幾把刷子，旋轉的時候對著轉子一頓狂刷，利用「摩擦摩擦」將轉子帶起來，兩者速度不同，產生差異（轉差率）...

旋轉的磁場是咋回事涅？

很簡單...通入三相交流電就會產生旋轉的磁場！！！

（教科書都這麼寫！！

）

別急，且叫小神來口煙，接著碼...

上過初中的學渣都知道...

恆定的電流產生恆定的磁場...

變化的電流產生變化的磁場...

So...

我們把正弦交流電通入其中的A相繞組，定子會產生這樣的磁場...

看到了吧，這個搖擺不定的紅色箭頭代表磁場矢量，它在水平軸上不斷的「搖啊搖」...

接著，我們把同樣的交流電單獨通入B相繞組，會產生這樣的...

同樣形成一個磁場矢量，在另一個直線軸上來回擺動...

類似，灌入C相，就醬...

三相交流電會分別形成三個搖擺的磁場「小箭頭」（矢量）..

然後我們在用「乾坤大挪移神功「（矢量合成）...

矢量是啥？矢量合成又是啥？

好吧，小神解釋一下「乾坤大挪移」這個「神功」..

矢量就是向量..

在數學中叫向量，在物理學中叫矢量..

數學上表示是一個有長度也有方向的小箭頭..

物理上解釋就很明白了，假如你想從家裡到飯館去吃飯，你朝飯館方向的直線距離（位移）就是一個矢量：你家→飯館

然而，酒足飯飽後，你又想找一個小妹做個足療...

那麼，飯館到足療店方向的直線路程（位移）則是另一個矢量：飯館→足療店

然後...

小神要開始「運功」了，「矢量合成大法...」

「矢量合成大法...

合成以後，變成你從家裡出發直接去找足療小妹了，合成矢量：你家→足療店

So，電機的A、B、C三相如果同時通入一樣的交流電..

就會同時產生三個方向「搖擺不定」的磁場矢量..

接下來.

先別著急發功..

我們把通電的順序微調一下...

A相先通電，等A相交流電電壓波形「擺」了三分之一周期再給B相通電，等B相電壓又「擺」了三分之一周期給C相通電..

這就是傳說中三相交流電相位相差了120°...

發功吧..

「乾坤大挪移...

就變成了這樣子...

這個長長的粉色箭頭就是最終合成磁場的矢量..

在電機裡面，三相交流電的方向以及合成的磁場矢量就是這樣子..

So，電機定子的三相交流電就這樣產生了旋轉的定子磁場.

我們就把它想像成是一個「大磁鐵」在旋轉吧..

如果轉子也是一個磁鐵（永磁同步電機），或者通入恆定直流電形成的電磁鐵（普通同步電機）..

那麼還是根據「同性相斥，異性相吸」...（說爛了

將定子「大磁鐵」極性始終以一定角度（電角度）對著轉子「磁鐵」的極性，使之「吸引/排斥」力最大..

轉子會跟隨磁場「同步」旋轉..

轉子的速度=定子磁場的速度..

這就是同步電機...

同步電機..

同步電機..

如果轉子是一個帶有鋁/銅條（導條）的老鼠籠子（非同步鼠籠電機）..

鼠籠內部是硅鋼鑄成的鐵芯..

轉子的導條切割這個旋轉的「大磁場」感應出了轉子電流..

轉子電流在這個旋轉的磁場又形成了安培力（左手定則）...

這個安培力又讓這個轉子動了起來..

有「切割」，就會有相對速度..

轉子的速度≠定子磁場的旋轉速度..

這就是非同步電機...

非同步 or 同步，邁開步就是好步...

關注微信「超神約」，工程是一種規則藝術...

如果是本科生書上肯定有些的啊。不應該問的喲。

同步電機和非同步電機的本質區別就是轉速是否得到同步速（就是磁場轉速），這同，異就是相對於磁場轉速而言的。

因為非同步電機的原理是切割旋轉磁場線產生應力拖動電機，故如果沒有磁場速度差就沒法切割磁場也就沒有力矩了。所以叫非同步

同步電機的原理是旋轉磁場中氣隙拖動轉子磁場，你可以想像成定子的磁場一直在「吸引」轉子，如果沒有達到同步速，電機將一直加速知道同步。所以叫同步電機。

同步電機的功率因素比較大，常常拿來做發電機用。

非同步電機轉子轉速是和磁場轉速有一定的差值，也就是存在轉差率。

同步電機沒有轉差率存在，轉子轉速和磁場轉速相同。

同步及非同步的定義

電機在工作時，存在三個轉速：定子磁場轉速Smag，轉子磁場轉速Rmag，以及轉子轉速Rmech。

轉子轉速，與轉子磁場轉速的關係為極對數P的正比例關係：

Rmag = P * Rmech

而同步以及非同步的定義，就是基於定轉子磁場的轉速是否一致來確定的，假設兩者的轉速不一致，轉差率定義為s，則：

Smag = (1 - s) *

Rmag

有轉差率，則為非同步電機。無轉差率，或者s為0，則為同步電機。

非同步電機工作原理

非同步電機，之所以存在轉差率，是與非同步電機轉子磁場的形成方式有關。

首先電機定子通電，會形成定子磁場，而電機在工作中，最終轉子上也必須形成磁場才能夠相互作用。而非同步電機的轉子上，只有閉合的鼠籠結構。

由於通電導體會形成磁場，要想產生轉子磁場，必須在轉子鼠籠上形成電流。

而閉合線圈切割磁感應線，可以形成電流。因此要想在鼠籠上產生電流，必須與定子磁場產生相對運動。

因此轉子的磁場速度必須與定子磁場的速度不同步，才能夠形成電流，進而產生出轉子磁場。在近一步形成綜合的電機氣隙磁場，作用在定子上，使電機運動。

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同步是指轉子主極磁場和定子氣隙合成磁場相對靜止