三相电机类型：同步电机和感应电机
在本文中，我们将了解同步电机和感应电机之间的差异，以及两种类型的感应电机：鼠笼式电机和绕线式转子电机。三相电机是自动化和工业过程的支柱。这些电机能够为各种机器和自动化应用提供高效的电力。然而，并非所有三相电机都是一样的，可以根据其结构和利用电势的过程进行分类。
三相电机可以是同步电机，也可以是异步电机（也称为感应电机）。异步（感应）电机根据其结构可以进一步分为两种不同类型：鼠笼式感应电机和绕线转子感应电机。
同步电机和异步电机都是三相电机，但是它们的工作原理不同。图片改编和使用由ABB提供
同步电机与感应电机
什么是同步电机？
三相同步电机以同步速度运行，转子磁极与旋转的定子磁极对齐。当磁极对齐时，电机就以同步速度运行。这种类型的电机始终以同步速度运行，这意味着同步电机无法实现变速。
同步电机需要次级直流电源来为转子供电和磁化，直流电流通过使用开口环馈送到电机。永磁体也可以用在转子上。由于电机需要以同步速度运行才能工作，因此通常需要启动机构使电机以或接近运行速度旋转，然后电机才能正常运行。
转子的直流电源通常由主交流电源提供，整流为提供给转子的直流电路，因此虽然需要两种不同的电源电压，但它们都使用输入的三相交流电源。
什么是感应电机？
感应电机的工作原理与同步电机不同。
感应是通过将导体放置在变化的磁场附近或内部来在导体中产生电流的过程。感应仅在交流电流电路中才有可能，因为当电流在状态之间切换时磁场的变化会导致感应电流。统计数据
感应电机利用这一原理，通过绕组中的交流电产生的恒定磁变化来产生机械扭矩。由于定子采用三相供电，因此会产生相对于转子不断变化的旋转磁场。
由于磁场的旋转是相对于转子而言的，因此转子将处于不断尝试“捕获”旋转磁场的状态。这意味着感应电机的旋转速度始终慢于旋转磁场的速度。
同步电机的转子需要直流电源。图片由ABB提供
同步电机
让我们仔细看看同步电机。由于同步电机不是感应电机，因此需要将电源连接到转子上。提供给转子的电源需要是直流电源，以便正确地为转子绕组供电。
除了直流电源外，同步电机还需要一个启动机构，以使电机达到同步速度，然后电机才能在运行条件下运行。
通过改变转子内的励磁，可以将同步电机调整为滞后、一致或超前的功率因数。感应电动机始终处于滞后状态。
由于同步电机通常更复杂，因此它们通常需要更多零件，因此更昂贵。尽管它们最初的成本可能较高，但它们往往比感应电机更高效，可以随着时间的推移收回成本差异。
感应电机类型
现在让我们探讨一下这两种类型的感应电机。
鼠笼电机的内部构造一览。图片由ikaxer提供
鼠笼式电机
鼠笼电机是一种感应电机，因其内部转子的形状和配置而得名。鼠笼电机没有任何电源连接到转子，它们仅通过感应在转子中获得电势。
这些电机非常简单，因此可以大大降低维护成本和制造成本。它们不需要电刷或引入任何直流电流。这些电机坚固耐用，适合恶劣环境中的应用。
鼠笼电机是有效的小型电机，但在用作较大的高千瓦电机时具有缺点，因为它们在启动时具有高扭矩。因此，它们在高扭矩启动应用中效率较低，但在其他应用中通常比绕线转子电机更高效。如果转子中没有可变电阻，鼠笼电机就缺乏速度控制的能力。
查看绕线转子电机的转子和滑环。图片由ABB提供
绕线转子电机
与鼠笼电机类似，绕线转子电机没有任何电源连接到转子，它们仅通过感应过程在转子中获得电势。
绕线转子电机的定子与鼠笼电机的定子相似，但转子的构造不同。转子的构造包括滑环和电刷，它们将电力传导至转子，因为绕线转子电机中的转子是绝缘的。滑环的目的是在电机启动时产生与转子绕组串联的电阻。这有助于减少电机启动时的电流消耗。当鼠笼电机启动时，电流消耗可能接近 1000%，从而在启动大型电机时引起问题。
绕线转子电机比鼠笼电机更复杂、更昂贵，并增加了电刷和滑环机构。但对于较大的电机来说，这笔费用是必要的，因为它们在启动时可能会消耗过多的电流。
绕线转子电机增加的扭矩使其在电梯和输送机等高扭矩应用中更有用。当需要不同的电机速度时，它们也是有利的，因为可以通过将可变电阻添加回转子电路来改变电机速度，类似于电机启动时使用的过程。
三相电机一览
虽然同步电机中转子的磁极与定子中磁极的速度相匹配，但感应电机的转子试图“捕获”定子磁极中的磁场。
选择三相电机时，重要的是要考虑电机的使用方式、使用环境、电机的能效，当然还有成本。三相电机可用于许多自动化和制造过程，尽管它们的操作方式并不相同。