異步電動機是通過感應(yīng)電動勢的原理工作的，而同步電動機是在旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子中使用固定的永久磁鐵或者通過在轉(zhuǎn)子繞組線圈中加上直流電源參數(shù)磁場，達到旋轉(zhuǎn)的目的。

以三相交流異步電動機來說，它需要在三相交流供電條件下滿足條件后，三相交流異步電動機才會工作；之所以的轉(zhuǎn)子會旋轉(zhuǎn)，現(xiàn)實能量轉(zhuǎn)換，是因為轉(zhuǎn)子有一個沿定子里線圈繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場。

三相交流電的三根導(dǎo)線的線電壓峰值和頻率都是相同的，只是電流和電壓的相位相互差120º。在任意時刻都是按照正弦波的規(guī)律變化的。

三相交流異步電動機接通三相電源后，定子繞組線圈中有電流流過，產(chǎn)生一個轉(zhuǎn)速為n的旋轉(zhuǎn)磁場。在旋轉(zhuǎn)磁場作用下，電動機轉(zhuǎn)子受電磁力的作用，以轉(zhuǎn)速n 開始旋轉(zhuǎn)。這里n始終不會加速到 no，因為只有這樣，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體(線圈繞組)與旋轉(zhuǎn)磁場之間才會有相對運動而切割磁力線，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體(線圈繞組)中才能產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和電流，從而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子按照旋轉(zhuǎn)磁場的方向連續(xù)旋轉(zhuǎn)。定子磁場對轉(zhuǎn)子的異步轉(zhuǎn)矩是異步電動機工作的必要條件，“異步”的名稱也由此而來。

三相交流電動機的定子分別對稱嵌有三組線圈繞組，每個繞組的頭尾非常規(guī)矩均勻120º。當線圈繞組接通電源后產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場因為受三相交流電的能量，也隨著電源中頻率、電壓、電流變化。所以它的磁場波形也是正弦波規(guī)律的。故，旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)矩為矢量和。

在三相交流異步電動機中，由定子繞組所形成的旋轉(zhuǎn)磁場作用于轉(zhuǎn)子，使轉(zhuǎn)子跟隨磁場旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速滯后于磁場，因而轉(zhuǎn)速低于磁場的轉(zhuǎn)速。如果轉(zhuǎn)速增加到旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速，則轉(zhuǎn)子導(dǎo)體與旋轉(zhuǎn)磁場間的相對運動消失，轉(zhuǎn)子中的電磁轉(zhuǎn)矩等于0。轉(zhuǎn)子的實際轉(zhuǎn)速n 總是小于旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速 no，它們之間有一個轉(zhuǎn)速差，反映了轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割磁感應(yīng)線的快慢程度，常用的這個轉(zhuǎn)速差 no-n 與旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速no的比值來表示異步電動機的性能，稱為轉(zhuǎn)差率，通常用表示，即=(no-n)/no。

同步電機廣泛應(yīng)用于工業(yè)中的高精度控制，同步電機是一種高效機器，它的工作原理，恒定速度特性是通過恒定磁場和旋轉(zhuǎn)磁場之間的相互作用來實現(xiàn)的。

同步電機的轉(zhuǎn)子產(chǎn)生恒定磁場，定子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，定子勵磁線圈由三相交流電源供電，這將產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場（RMF），并以同步速度旋轉(zhuǎn)；轉(zhuǎn)子受到直流電源的激勵，它們會起到像永久磁鐵一樣的作用，或者轉(zhuǎn)子也可以由永磁體制成，轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)磁場的相互作用很有意思，假設(shè)使用相同的旋轉(zhuǎn)磁場方向?qū)D(zhuǎn)子進行初始旋轉(zhuǎn)，可以看到旋轉(zhuǎn)磁場和轉(zhuǎn)子的相反極點相互吸引，并被磁性鎖定；這意味著轉(zhuǎn)子將與旋轉(zhuǎn)速度相同，即轉(zhuǎn)子以同步速度旋轉(zhuǎn)。

可以看出同步電機的速度與電的頻率成正比，這意味著如果控制了電的頻率，就可以很精確控制同步電機的速度；但如果轉(zhuǎn)子沒有初始旋轉(zhuǎn)，情況則完全不同，轉(zhuǎn)子的北極顯然會被旋轉(zhuǎn)磁場的南極吸引，并將開始向同一方向移動，由于轉(zhuǎn)子的慣性，啟動速度非常低，這時旋轉(zhuǎn)磁場的南極將被北極取代，所以它會產(chǎn)生排斥力，這將使轉(zhuǎn)子向后移動，作為凈效應(yīng)，轉(zhuǎn)子將無法啟動。

為了使同步電機自啟動，可以巧妙的安裝鼠籠式裝置，也稱為阻尼繞組，隨著磁場的變化，感應(yīng)鼠籠桿感應(yīng)出電流，并開始像感應(yīng)電機一樣旋轉(zhuǎn)，當轉(zhuǎn)子達到其最大速度時，轉(zhuǎn)子勵磁線圈通電，因此轉(zhuǎn)子的磁極與旋轉(zhuǎn)磁場的磁極鎖定，并以同步速度開始旋轉(zhuǎn)；旋轉(zhuǎn)同時鼠籠與旋轉(zhuǎn)磁場之間的相對運動為0，這意味著鼠籠桿上的電流和力都為0，因此不會影響電機的同步運行；只有在電機的負載能力范圍內(nèi)，同步電機才會產(chǎn)生恒定的速度；

如果外部扭矩負載大于電機產(chǎn)生的扭矩，它就會失去同步并停止運轉(zhuǎn)；低電源電壓和勵磁電壓是失去同步的其他原因，值得注意的是同步電機具有與交流發(fā)電機相同的結(jié)構(gòu)特征，同步電機也可用于提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，這時同步電機會稱為同步電容器。

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