【導讀】交流電機是用于實現機械能和交流電能相互轉換的機械，一般分為同步電機和異步電機兩大類。但是為什么會分同步和異步，同步電機和異步電機有什么區別，該在什么情況下用同步電機，什么情況下又該用異步電機呢？本次半月談將一一為您分解。
同步電機與異步電機的區別
1、同步與異步的最大區別就在于它們的轉子速度是不是與定子旋轉的磁場速度一致，如果轉子的旋轉速度與定子是一樣的，那就叫同步電動機，如果不一致，就叫異步電動機。
2、當極對數一定時，電機的轉速和頻率之間有嚴格的關系，用電機專業術語說，就是同步。異步電機也叫感應電機，主要作為電動機使用，其工作時的轉子轉速總是小于同步電機。
3、所謂“同步”就是電樞（定子）繞組流過電流后，將在氣隙中形成一旋轉磁場，而該磁場的旋轉方向及旋轉速度均與轉子轉向，轉速相同，故為同步。異步電機的話，其旋轉磁場與轉子存在相對轉速，即產生轉距。
為什么會同步，為什么會不同步？
同步電機和異步電機的定子繞組是相同的，主要區別在于轉子的結構。同步電機的轉子上有直流勵磁繞組，所以需要外加勵磁電源，通過滑環引入電流；而異步電機的轉子是短路的繞組，靠電磁感應產生電流。相比之下，同步電機較復雜，造價高。
同步和異步電機均屬交流動力電機，是靠50Hz交流電網供電而轉動。異步電機是定子送入交流電，產生旋轉磁場，而轉子受感應而產生磁場，這樣兩磁場作用，使得轉子跟著定子的旋轉磁場而轉動。其中轉子比定子旋轉磁場慢，有個轉差，不同步所以稱為異步機。而同步電機定子與異步電機相同，但其轉子是人為加入直流電形成不變磁場，這樣轉子就跟著定子旋轉磁場一起轉而同步，始稱同步電機。
簡單的說就是：異步電機的轉子上沒加直流勵磁電流，同步電機的轉子上加了一個直流勵磁電流使轉子的轉速與定子與轉子切割產生的磁場轉速一致。
同步電機轉子為什么要通入直流勵磁電流，而不通入交流勵磁電流？
按工頻50HZ考慮，轉子通入直流勵磁電流，可在定子繞組中感應出50HZ電勢。
轉子通入交流勵磁電流后，可分解為正向與反向兩個旋轉磁場，正向旋轉磁場旋轉速度與轉子旋轉速度迭加，在定子繞組中感應出100HZ電勢；反向旋轉磁場旋轉速度與轉子旋轉速度抵消，與定子繞組相對靜止，不產生電勢，但定子磁通中出現直流分量，可能飽和。
同步電機與異步電機的選用原則
同步電機大多數用在大型發電機的場合，而異步電機則幾乎全用在電動機場合。同步電機可以通過勵磁靈活調節輸入側的電壓和電流相位，即功率因數；異步電機的功率因數不可調，一般在0.75—0.85之間，因此在一些大的工廠，異步電機應用比較多，可附加一臺同步電機做調相機用，用來調節工廠與電網接口處的功率因數。但是，由于同步電機造價高，維護工作量大，現在一般都采用電容補償功率因數。
另外，一些早期采用晶閘管的變頻器，由于器件沒有自關斷能力，需要依靠負載換流，這時需要用到同步電機。
同步電機效率較異步電機較高，在2000KW以上的電動機選型時，一般要考慮是否選用同步電機。但是，同步機因為有勵磁繞組和滑環，需要操作工人有較高的水平來控制勵磁，另外，比起異步電機的免維護來，維護工作量較大，所以，現在2500KW以下的電動機，現在大多選擇異步電機。在功率較小時，效率的差別已經變得微不足道了。
應用變頻器時，需要將電機和電網斷開，將變頻器接入。接入變頻器后，電網側的功率與電機無關，只與變頻器有關。因此，除非用戶原來已經有同步電機，否則應該選用異步電機，因為變頻器和電機的造價都便宜。當然，如果選用早期的負載換流型變頻器，則電機必須選用同步電機，這是變頻器對電機的要求。
交流電機的低電壓保護
交流電機裝設低電壓保護是為了限制自啟動，而不是保護電機本身。當系統電壓降到一定程度，電動機將疲倒、堵轉，這個數值可稱為臨界電壓，與電動機類型和負荷大小有關。
根據上海電器科學研究所資料，臨界電壓與額定電壓的比值如下：在額定負荷下，籠型電動機為0. 67;繞線型電動機為0.71;同步電動機為0.5。在額定負荷的80%以下，同步電動機為0.4；在額定負荷的50%以下，異步電動機為0.4左右。
低電壓保護的動作電壓均接近臨界電壓（欠壓保護）或低于甚至大大低于臨界電壓（失壓保護一低壓電動機應用甚廣）。由此可見，在系統電壓降到低電壓保護的動作電壓之前，電動機早已因電流增加而過負荷。
低電壓保護可歸納為兩類：①為保證人身和設備安全，防止電動機自啟動（包括短延時和長延時）；②為保證重要電動機能自啟動．切除足夠數量的次要電動機（瞬時）。
【措施】
l)按工藝或安全條件不允許自啟動的電動機或為保證重要電動機自啟動而需要切除的次要電動機，應裝設低電壓保護。
2)對于不裝設低電壓保護或裝設延時低電壓保護的重要電動機，當電源電壓中斷后在規定的時限內恢復時，其接觸器應維持吸合狀態或能重新吸合。
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交流電動機的過負荷保護裝設規定
過負荷是導致電動機損壞的主要原因。過負荷引起的溫度過高，除危及絕緣外，還使定子和轉子電阻增加，導致損耗和轉矩改變，由于定子和轉子發熱不同而使氣隙減少，導致運行可靠性降低甚至“掃堂”。在進行的調查中，收集到國內許多因過負荷保護不善而燒壞電動機的實例。這類情況國外亦有，以致美國《電氣建設與維護》雜志稱，大約電動機故障的95%是由過負荷產生的過熱所致。當然，以上所稱“過負荷”是廣義的，即包括機械過負荷、斷相運行、電壓過低、頻率升高、散熱不良、環境溫度過高等各種因素。但無論如何，過負荷保護的必要性是肯定的。因此，不宜機械過負荷的連續運行的電動機，應盡可能設過負荷保護。
目前常用的過負荷保護器件用于短時工作或斷續周期工作的電動機時，整定困難，效果不好：故規定上述電動機可不裝設過負荷保護，是為了照顧現實情況。如有運行經驗或采用其他適用的保護時，仍宜裝設。此外，某些場合下斷電的后果比過負荷運行更嚴重，如沒有備用機組的消防水泵，應在過負荷情況下堅持工作。
【措施】
交流電機的過負荷保護裝設應符合下列規定：
1）運行中容易過負荷的電動機、啟動或自啟動條件困難而要求限制啟動時間的電動機，應裝設過負荷保護。額定功率大于3kW的連續運行電動機宜裝設過負荷保護，但斷電導致損失比過負荷更大時，不應裝設過負荷保護，或使過負荷保護動作于信號。
2)短時工作或斷續周期工作的電動機，可不裝設過負荷保護，當電動機運行中可能堵轉時，應裝設保護電動機堵轉的過負荷保護。
各種交流電機調速方式比較表
