异步电机和同步电机区别、优缺点和应用场景分析

搞工控的大家都听说过同步电机和异步电机。听起来好像都懂，但真的让你说说两者的区别联系和应用原理，估计没几个人说的清楚。今天小编带大家一起学习一下。

一、什么是同步电机

同步电机，和感应电机 （即异步电机）一样是一种常用的 交流电机 。同步电机是电力系统的心脏，它是一种集旋转与静止、电磁变化与机械运动于一体，实现电能与机械能变换的元件，其动态性能十分复杂，而且其动态性能又对全电力系统的动态性能有极大影响。特点是：稳态运行时， 转子 的转速和电网频率之间有不变的关系n=ns=60f/p，其中f为电网频率，p为电机的极对数，ns称为同步转速。若电网的频率不变，则稳态时同步电机的转速恒为常数而与负载的大小无关。同步电机分为 同步发电机 和 同步电动机。现代发电厂中的交流机以同步发电机为主。

二、什么是异步电机

异步电动机又称感应电动机，是由气隙旋转磁场与转子绕组感应电流相互作用产生电磁转矩，从而实现机电能量转换为机械能量的一种交流电机。

异步电动机按照转子结构分为两种形式:有鼠笼式(鼠笼式异步电机)、绕线式异步电动机。

作电动机运行的异步电机。因其转子绕组电流是感应产生的，又称感应电动机。异步电动机是各类电动机中应用最广、需要量最大的一种。各国的以电为动力的机械中，约有90%左右为异步电动机，其中小型异步电动机约占70%以上。在电力系统的总负荷中，异步电动机的用电量占相当大的比重。在中国，异步电动机的用电量约占总负荷的60%多。

异步电机是一种交流电机，其负载时的转速与所接电网频率之比不是恒定值。感应电机（Induction motor）是一种仅有一套绕组联接电源的异步电机。在不致引起误解和混淆的情况下，一般可称感应电动机为异步电动机。IEC标准中指出：“感应电机”一词，在许多国家中实际上是作为“异步电机”的同义词使用，而其他一些国家则只使用“异步电机”一词来表示这两种概念。

三、同步异步电机的区别

同步电机用于发电。异步电机用在电动机上。

两者区别

1、同步电机与异步电机设计上的区别

同步电机和异步电机最大的区别在于它们的转子速度与定子旋转磁场是否一致，电机的转子速度与定子旋转磁场相同，叫同步电机，反之，则叫异步电机。

另外，同步电机与异步电机的定子绕组是相同的，区别在于电机的转子结构。异步电机的转子是短路的绕组，靠电磁感应产生电流。而同步电机的转子结构相对复杂，有直流励磁绕组，因此需要外加励磁电源，通过滑环引入电流；因此同步电机的结构相对比较复杂，造价、维修费用也相对较高。

2、同步电机与异步电机无功方面的区别

相对于异步电机只能吸收无功，同步电机可以发出无功，也可以吸收无功！

3、同步电机与异步电机在功能、用途上的区别

同步电机转速与电磁转速同步，而异步电动机的转速则低于电磁转速，同步电机不论负载大小，只要不失步，转速就不会变化，异步电动机的转速时刻跟随负载大小的变化而变化。

同步电机的精度高、但造工复杂、造价高、维修相对困难，而异步电机虽然反应慢，但易于安装、使用，同时价格便宜。所以同步电动机没有异步电机应用广泛。

同步电机多应用于大型发电机，而异步电机几乎应用在电动机场合。

四、优缺点和应用场景

1、同步电机

特点：稳态运行时，转子的转速和电网频率之间有不变的关系n═ns═60f/p，ns称为同步转速。若电网的频率不变，则稳态时同步电机的转速恒为常数而与负载的大小无关。

同步电机就是其转速与同步转速一致的电机（异步电机其转速与同步转速有一定的差值）。其主要用作发电机，也用于大型机械如轧钢机、压缩机、鼓风机、球磨机等的驱动电机。此外也用作电网的调相机调节电网无功功率。

2、异步电机

特点如下：

• 小型轻量化。
• 易实现转速超过10 000r/min 的高速旋转。
• 高速低转矩时运转效率高。
• 低速时有高转矩，以及有宽泛的速度控制范围。
• 高可靠性（坚固）。
• 制造成本低。
• 控制装置的简单化。

异步电机是一种交流电机，其负载时的转速与所接电网的频率之比不是恒定关系。还随着负载的大小发生变化。负载转矩越大，转子的转速越低。异步电机包括感应电机、双馈异步电机和交流换向器电机。感应电机应用最广，在不引起误解或混淆的情况下，一般可称感应电机为异步电机。

普通异步电机的定子绕组接交流电网，转子绕组不需与其他电源连接。因此，它具有结构简单，制造、使用和维护方便，运行可靠以及质量较小，成本较低等优点。异步电机有较高的运行效率和较好的工作特性，从空载到满载范围内接近恒速运行，能满足大多数工农业生产机械的传动要求。异步电机还便于派生成各种防护型式，以适应不同环境条件的需要。异步电机运行时，必须从电网吸取无功励磁功率，使电网的功率因数变坏。因此，对驱动球磨机、压缩机等大功率、低转速的机械设备，常采用同步电机。由于异步电机的转速与其旋转磁场转速有一定的转差关系，其调速性能较差(交流换向器电动机除外)。对要求较宽广和平滑调速范围的交通运输机械、轧机、大型机床、印染及造纸机械等，采用直流电机较经济、方便。但随着大功率电子器件及交流调速系统的发展，适用于宽调速的异步电机的调速性能及经济性已可与直流电机的相媲美。

异步电机主要用作电动机，其功率范围从几瓦到上万千瓦，是国民经济各行业和人们日常生活中应用最广泛的电动机，为多种机械设备和家用电器提供动力。例如机床、中小型轧钢设备、风机、水泵、轻工机械、冶金和矿山机械等，大都采用三相异步电动机（Asynchronous Motor）拖动；电风扇、洗衣机、电冰箱、空调器等家用电器中则广泛使用单相异步电动机。异步电机也可作为发电机，用于风力发电厂和小型水电站等。