电梯同步主机和异步主机的区别，电梯主机同步机与异步机怎么区别

***：电梯同步主机和异步主机存在多方面区别。从原理上，同步电机转子转速与旋转磁场同步，异步电机则不同。在结构方面，两者有差异，这影响到它们的性能。同步主机效率较高、功率因数好，运行更平稳，噪音相对低；异步主机成本较低、结构简单、可靠性高。在实际区分时，可从电机铭牌标识、外观结构、运行时的噪音和振动特点等方面准确判断是同步机还是异步机。

电梯主机同步机与异步机的区别

一、原理概述

（一）异步机原理

异步电动机也称为感应电动机，其工作原理基于电磁感应定律，定子绕组接入三相交流电源后，会在定子空间内产生一个旋转磁场，这个旋转磁场的转速称为同步转速，其计算公式为\(n_1 = \frac{60f}{p}\)（(n_1\)为同步转速，\(f\)为电源频率，\(p\)为电机磁极对数），转子绕组由于相对旋转磁场做切割磁力线运动，从而在转子绕组中产生感应电动势和感应电流，感应电流又与旋转磁场相互作用，产生电磁转矩，使转子跟随旋转磁场转动，但转子的转速总是略低于同步转速，存在一个转差率\(s=\frac{n_1 - n}{n_1}\)（(n\)为转子实际转速）。

（二）同步机原理

同步电动机的定子结构与异步电动机相似，同样由定子铁芯和定子绕组组成，当定子绕组通入三相交流电流时，会产生旋转磁场，同步电动机的转子则是由永磁体或者直流励磁绕组构成，转子的磁场与定子旋转磁场相互作用，由于转子的转速与定子旋转磁场的转速相同，所以被称为同步电动机，在理想情况下，同步电机的转速严格按照同步转速运行，不存在转差率。

二、结构差异

（一）转子结构

1、异步机转子

- 异步电动机的转子结构有两种类型，一种是鼠笼型转子，它由转子铁芯和嵌在铁芯槽内的导条组成，导条两端分别用短路环连接起来，形状像一个鼠笼，这种转子结构简单、坚固，制造和维护成本低。

- 另一种是绕线型转子，它的转子绕组与定子绕组相似，也是三相绕组，通过滑环和电刷与外部电阻连接，绕线型转子可以通过外接电阻来调节电机的启动性能和转速。

2、同步机转子

- 对于永磁同步电机，转子采用永磁材料（如钕铁硼等）制成永磁体，按照一定的磁极对数排列在转子铁芯上，永磁同步电机的转子结构紧凑，不需要额外的励磁装置，效率较高。

- 对于电励磁同步电机，转子上有直流励磁绕组，需要通过滑环和电刷向励磁绕组提供直流电流，以产生磁场，这种结构相对复杂，存在电刷磨损等维护问题。

（二）定子结构

1、虽然异步机和同步机的定子在基本结构上都是由定子铁芯和定子绕组组成，但在绕组设计和铁芯材料的选用上可能会有一些差异，同步机为了更好地与转子磁场相互作用，在绕组的匝数、线径等参数的设计上可能会更加精细，以提高电机的功率因数和效率。

三、性能特点区别

（一）效率

1、同步机效率

- 永磁同步电机由于没有励磁损耗（对于永磁体励磁情况），并且其磁场与定子旋转磁场的同步性好，在正常运行时，效率相对较高，特别是在轻载和额定负载附近，其效率曲线较为平坦，可以保持较高的效率水平。

2、异步机效率

- 异步电动机存在转差率，这意味着在能量转换过程中有一部分能量会以转子铜耗等形式损耗掉，而且异步机的功率因数相对较低，特别是在轻载时，功率因数下降明显，导致整体效率在轻载时较低，随着负载的增加，异步机的效率会逐渐提高，但在相同负载情况下，通常比同步机效率略低。

（二）功率因数

1、同步机功率因数

- 同步电动机可以通过调节励磁电流来控制功率因数，当处于过励状态时，同步电机可以向电网输出无功功率，起到无功补偿的作用，功率因数可以超前；当处于欠励状态时，功率因数滞后，在正常设计和运行情况下，同步电机能够将功率因数控制在较高水平，接近1甚至超前，有利于改善电网的功率因数。

2、异步机功率因数

- 异步电动机的功率因数与电机的负载率密切相关，在空载时，功率因数很低，一般在0.2左右；随着负载的增加，功率因数会逐渐提高，但在额定负载时，功率因数一般也只能达到0.8 - 0.9左右，相比同步机还是较低。

（三）调速性能

1、同步机调速性能

- 永磁同步电机的调速性能较好，通过改变定子绕组的输入频率，可以实现较为精确的转速控制，由于其转子磁场与定子旋转磁场同步，在调速过程中不会出现失步现象，转速稳定性高，特别是在电梯应用中，可以实现电梯的平稳启停和精确的楼层定位。

2、异步机调速性能

- 异步电动机的调速方式相对复杂，传统的异步机调速方法有改变磁极对数、改变转差率（如转子串电阻调速）和变频调速等，改变磁极对数调速是有级调速，不能实现平滑调速；转子串电阻调速效率较低；变频调速虽然可以实现平滑调速，但在低频运行时，由于电机的转矩特性会变差，需要采取一些特殊的控制策略来保证电机的性能。

（四）启动性能

1、同步机启动性能

- 永磁同步电机直接启动时可能会存在启动困难的问题，因为其转子磁场与定子旋转磁场之间的同步关系要求严格，通常需要采用一些特殊的启动方法，如变频启动，先以较低频率启动电机，逐渐增加频率，使电机平稳地达到额定转速。

- 电励磁同步电机启动时，由于转子磁场是由直流励磁产生的，也需要采取适当的启动措施，如异步启动法，在转子上设置启动绕组，使电机先以异步电动机的方式启动，当转速接近同步转速时再投入励磁，牵入同步。

2、异步机启动性能

- 鼠笼型异步电动机启动电流较大，一般为额定电流的4 - 7倍，启动转矩相对较小，为了降低启动电流，可以采用降压启动的方法，如星 - 三角启动、自耦变压器降压启动等，但这些方法会在一定程度上降低启动转矩。

- 绕线型异步电动机通过在转子回路中串入电阻，可以改善启动性能，既可以降低启动电流，又可以提高启动转矩。

四、在电梯中的应用差异

（一）运行舒适性

1、同步机

- 在电梯应用中，永磁同步电机由于其精确的转速控制和平稳的运行特性，能够提供更好的乘坐舒适性，电梯在启动、加速、减速和停止过程中，同步电机可以根据控制系统的指令精准地调整转速，减少轿厢的晃动和振动，在高速电梯中，永磁同步电机能够确保电梯在高速运行时依然平稳，乘客几乎感觉不到明显的加减速过程。

2、异步机

- 异步电动机的转速控制相对没有同步电机精确，在电梯运行过程中，尤其是在加减速阶段，可能会出现一些轻微的速度波动，导致轿厢有一定的晃动，不过，随着现代控制技术的发展，通过优化控制算法，异步机在电梯中的运行舒适性也有了很大的提高。

（二）节能效果

1、同步机

- 由于永磁同步电机的高效率，在电梯中使用可以显著降低能耗，特别是对于频繁启停的电梯，如住宅电梯和写字楼电梯，永磁同步电机的节能优势更为明显，在电梯的待机和轻载运行状态下，永磁同步电机能够保持较高的效率，减少不必要的能量损耗。

2、异步机

- 异步电动机在电梯中的能耗相对较高，尤其是在轻载和待机时，其低效率和低功率因数会导致较多的能量浪费，不过，通过采用变频调速技术和节能控制策略，异步机的能耗也可以得到一定程度的降低。

（三）成本

1、同步机

- 永磁同步电机的成本相对较高，主要是因为永磁材料的价格较高，而且其制造工艺相对复杂，永磁同步电机的控制系统也需要更高的精度和性能，这也增加了成本，随着永磁材料生产技术的发展和规模效应的体现，永磁同步电机的成本正在逐渐降低。

2、异步机

- 异步电动机的成本较低，其结构简单，制造工艺成熟，原材料成本也相对较低，而且异步机的控制系统相对简单，不需要像同步机那样高精度的控制，这也降低了整体的应用成本，在一些对成本较为敏感的电梯应用场景中，如一些中低端住宅电梯，异步机仍然有一定的市场份额。

（四）维护保养

1、同步机

- 永磁同步电机由于没有电刷和滑环（对于永磁体励磁的情况），维护保养相对简单，不需要定期更换电刷，减少了维护工作量，如果永磁体出现退磁现象，维修成本较高，需要专业的设备和技术进行处理。

2、异步机

- 鼠笼型异步机结构简单，维护方便，基本上只需要定期检查电机的绝缘、轴承等部件，绕线型异步机由于有滑环和电刷，需要定期检查和更换电刷，并且要注意滑环的磨损情况，维护工作量相对较大。

电梯主机中的同步机和异步机在原理、结构、性能特点和电梯应用等方面存在着诸多区别，在实际的电梯选型中，需要综合考虑效率、功率因数、调速性能、成本、维护保养等多方面因素，以满足不同的使用需求。