Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Асинхронный или синхронный двигатель — выбор, который определяется тем, как ротор связан с вращающимся магнитным полем статора. У асинхронного (индукционного) двигателя ротор всегда вращается чуть медленнее поля: эта разница (скольжение) и создаёт момент. У синхронного двигателя ротор вращается строго синхронно с полем за счёт собственного возбуждения — обмотки возбуждения или постоянных магнитов. Из этого единственного различия вытекают все остальные: характеристики частоты вращения, коэффициента мощности, пуска, управления и области применения.
Ниже разобраны принцип работы обоих типов, скольжение и частота вращения, КПД и коэффициент мощности, пуск, управление, применение и критерии выбора.
Оба двигателя имеют статор с трёхфазной обмоткой, создающей вращающееся магнитное поле. Различие — в роторе и способе создания момента.
Работает на принципе электромагнитной индукции. Вращающееся поле статора наводит токи в короткозамкнутом (или фазном) роторе, и взаимодействие этих токов с полем создаёт момент. Чтобы индукция существовала, ротор обязан отставать от поля — поэтому двигатель и называется асинхронным. Ротор не нуждается в отдельном источнике возбуждения.
Ротор имеет собственное магнитное поле — от обмотки возбуждения (питается постоянным током) или от постоянных магнитов. Это поле «сцепляется» с полем статора, и ротор вращается с той же частотой, что и поле, — синхронно. Скольжения нет.
Асинхронному двигателю скольжение необходимо для создания момента; синхронному — возбуждение ротора для вращения в такт с полем.
Частота вращения магнитного поля статора (синхронная) определяется частотой сети и числом пар полюсов.
n₁ = 60 × f / p
f
p
n₁
s = (n₁ − n) / n₁
n
f = 50 Гц
p = 2
n₁ = 60 × 50 / 2 = 1500 об/мин
s = 3 %
n = n₁ × (1 − s) = 1500 × 0,97 = 1455 об/мин
У асинхронного двигателя скольжение под номинальной нагрузкой обычно составляет несколько процентов (ориентировочно 2–5 %), и частота вращения немного снижается с ростом нагрузки. У синхронного двигателя частота вращения строго постоянна и не зависит от нагрузки вплоть до предельного (максимального) момента.
Коэффициент мощности (cos φ) — одно из ключевых различий. Асинхронный двигатель потребляет из сети намагничивающий (реактивный) ток, поэтому работает с отстающим cos φ меньше единицы, и при недогрузке коэффициент мощности падает. Ток холостого хода идёт в основном на намагничивание.
Синхронный двигатель за счёт регулирования тока возбуждения может работать при cos φ = 1 или даже с опережающим током. Перевозбуждённый синхронный двигатель отдаёт в сеть опережающую реактивную мощность и компенсирует индуктивную нагрузку других потребителей; в режиме без нагрузки на валу он работает как синхронный компенсатор.
Асинхронный двигатель реактивную мощность потребляет, синхронный — может её отдавать, улучшая cos φ сети.
По КПД синхронные двигатели, как правило, несколько выигрывают, особенно крупные и тихоходные. Для двигателей переменного тока, работающих от сети, действует единая система классов энергоэффективности (коды IE) — от IE1 до IE4 (с перспективным IE5), установленная профильным стандартом; она охватывает все типы таких двигателей, а не только асинхронные.
Пуск — одно из самых заметных практических различий.
Короткозамкнутый асинхронный двигатель запускается самостоятельно при подключении к сети. Особенность прямого пуска — бросок пускового тока, который обычно в 5–7 раз превышает номинальный. Для снижения пускового тока и плавного разгона применяют устройства плавного пуска, переключение «звезда — треугольник» или преобразователь частоты.
Синхронный двигатель сам по себе не создаёт пускового момента: в первый момент поле статора вращается, а неподвижный ротор не успевает за ним «сцепиться». Поэтому применяют асинхронный пуск с помощью пусковой (демпферной) обмотки на роторе с последующим втягиванием в синхронизм после подачи возбуждения, либо частотный пуск от преобразователя. Двигатели с постоянными магнитами, как правило, запускают от преобразователя частоты.
Регулирование частоты вращения у обоих типов сегодня выполняется преобразователем частоты, но с разницей в подходе.
Без преобразователя частоты частота вращения асинхронного двигателя задаётся числом полюсов и частотой сети (с поправкой на скольжение), а синхронного — жёстко числом полюсов и частотой сети.
Асинхронный двигатель остаётся самым массовым в промышленности благодаря простоте и надёжности конструкции. Синхронные применяют там, где критичны постоянство скорости, высокий КПД или управление коэффициентом мощности.
Сводное сравнение по основным параметрам.
У асинхронного ротор вращается медленнее поля статора (со скольжением), и момент создаётся за счёт наведённых в роторе токов. У синхронного ротор имеет собственное возбуждение и вращается синхронно с полем, без скольжения.
Это относительная разница между синхронной частотой вращения поля и фактической частотой вращения ротора: s = (n₁ − n) / n₁. У асинхронного двигателя под нагрузкой оно составляет обычно несколько процентов, у синхронного равно нулю.
Регулируя ток возбуждения, синхронный двигатель может работать при cos φ = 1 или с опережающим током и даже отдавать реактивную мощность в сеть. Асинхронный, наоборот, потребляет намагничивающий ток и работает с отстающим cos φ.
В момент пуска поле статора уже вращается, а неподвижный ротор не успевает синхронизироваться. Поэтому используют асинхронный пуск через пусковую (демпферную) обмотку с последующим втягиванием в синхронизм или частотный пуск от преобразователя.
При прямом пуске пусковой ток обычно в 5–7 раз превышает номинальный. Чтобы его снизить, применяют устройства плавного пуска, схему «звезда — треугольник» или преобразователь частоты.
При прочих равных синхронные двигатели, особенно крупные и тихоходные, обычно имеют несколько более высокий КПД. Энергоэффективность нормируется классами IE (от IE1 до IE4) для всех двигателей переменного тока, работающих от сети.
Если нужна простота, надёжность и невысокая стоимость при допустимом скольжении — асинхронный. Если важны строго постоянная скорость, высокий КПД на большой мощности или компенсация реактивной мощности — синхронный; для точного привода — синхронный с постоянными магнитами.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.