电梯同步机和异步机，电梯主机同步机与异步机怎么区别

***：主要探讨电梯同步机和异步机以及二者的区别。电梯同步机和异步机在电梯运行系统中有不同的作用。同步机的磁场旋转与转子旋转同步，异步机则存在转差率。在区别方面，从结构上看，可能涉及到转子等部件构造不同；性能上，同步机效率相对较高、功率因数较好，异步机成本可能较低、结构简单耐用。二者在不同的电梯应用场景中各自发挥优势。

电梯主机同步机与异步机的区别

一、基本原理

（一）异步机

1、异步电动机基于电磁感应原理工作，当定子绕组通入三相交流电时，会在定子内部产生一个旋转磁场，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，\(p\)为电机极对数）。

2、转子在旋转磁场的作用下，由于转子绕组与旋转磁场之间存在相对运动，转子绕组会切割磁力线，从而在转子绕组中产生感应电动势和感应电流，这个感应电流又会与旋转磁场相互作用，产生电磁转矩，使得转子开始转动，由于转子的转速总是低于旋转磁场的同步转速（如果相等就不会有相对运动，也就不会产生感应电流和电磁转矩），所以称为异步电动机。

（二）同步机

1、同步电动机的定子结构与异步电动机相似，也是由三相绕组组成，当定子绕组通入三相交流电时，同样会产生一个旋转磁场。

2、同步电动机的转子则是采用永磁体或者直流励磁绕组，转子的磁场与定子旋转磁场之间保持同步，即转子的转速与定子旋转磁场的转速相同，这就是同步电动机名称的由来，其转速公式同样为\(n = \frac{60f}{p}\)，但在实际运行中，同步机能够严格按照这个公式所确定的转速运行。

二、结构特点

（一）异步机

1、转子结构

- 异步机的转子有鼠笼型和绕线型两种，鼠笼型转子结构简单，由转子铁芯和嵌在铁芯槽内的导条组成，两端用端环连接起来，像一个鼠笼，这种转子制造工艺简单、成本低、可靠性高，绕线型转子则在转子铁芯槽内嵌入三相绕组，并且通过滑环和电刷与外部电路连接，其优点是可以通过外接电阻来调节转子电流，从而改善电机的启动性能和调速性能，但结构相对复杂，维护成本较高。

2、定子结构

- 定子由定子铁芯、定子绕组和机座等部分组成，定子铁芯通常由硅钢片叠压而成，以减少铁芯中的涡流损耗，定子绕组采用三相绕组，按照一定的规律嵌放在定子铁芯槽内，机座则主要起支撑和固定定子铁芯与绕组的作用。

（二）同步机

1、转子结构

- 对于永磁同步电机，其转子采用永磁材料制成永磁体，安装在转子铁芯上，永磁体能够产生稳定的磁场，不需要额外的励磁装置，具有结构简单、效率高、功率因数高等优点，对于电励磁同步电机，其转子铁芯上绕有励磁绕组，通过滑环和电刷引入直流励磁电流，这种结构可以方便地调节励磁电流，从而调节电机的磁场强度和功率因数等参数，但滑环和电刷增加了维护工作量。

2、定子结构

- 与异步机类似，同步机的定子也由定子铁芯、定子绕组和机座等部分组成，不过在一些高性能的同步机中，定子绕组的设计和制造工艺可能更加精密，以满足更高的磁场控制要求。

三、性能特点

（一）效率

1、同步机

- 在额定工况下，同步机的效率通常比异步机高，这是因为同步机的转子磁场与定子旋转磁场同步，不存在异步机中的转差损耗，特别是永磁同步机，由于没有励磁绕组的铜损（对于电励磁同步机有这部分损耗），其效率在轻载和额定负载下都能保持较高水平，在电梯应用中，永磁同步机在部分负载运行时也能有较好的效率表现，这有助于降低电梯的运行能耗。

2、异步机

- 异步机由于存在转差率，会产生一定的转差损耗，其效率相对较低，尤其是在轻载时，转差率相对较大，损耗占比更高，效率下降明显，不过随着异步机技术的不断发展，如采用高效电机设计、改进电机的材料和制造工艺等，异步机的效率也在不断提高。

（二）功率因数

1、同步机

- 同步机可以通过调节励磁电流来控制功率因数，在适当的励磁条件下，同步机可以实现功率因数为1，甚至超前运行，这对于改善电网的功率因数有很大帮助，在电梯与其他电气设备共用电网的情况下，同步机能够减少对电网无功功率的需求，降低电网的无功损耗。

2、异步机

- 异步机的功率因数较低，尤其是在轻载时，功率因数下降明显，这是因为异步机需要从电网吸收无功功率来建立磁场，并且随着负载的变化，其功率因数也会发生较大变化，这就可能导致电网需要提供更多的无功功率来满足异步机的运行需求，增加了电网的负担。

（三）调速性能

1、同步机

- 同步机的调速性能较好，对于永磁同步机，可以通过改变定子绕组的供电频率来精确地调节电机的转速，并且由于其转速与定子旋转磁场严格同步，在调速过程中能够保持较高的稳定性，同步机还可以采用矢量控制等先进的控制策略，进一步提高调速性能，满足电梯不同运行速度的要求，如电梯的快速上升、缓慢下降以及精确的平层控制等。

2、异步机

- 异步机的调速相对复杂，传统的异步机调速方法有改变极对数调速、变频调速和绕线型转子串电阻调速等，改变极对数调速是有级调速，不能实现平滑调速；绕线型转子串电阻调速效率低，并且在调速过程中会产生大量的热量，虽然变频调速技术的发展使得异步机的调速性能有了很大提高，但在一些高精度调速要求的场合，如电梯的精确平层控制方面，与同步机相比仍存在一定差距。

四、在电梯中的应用特点

（一）同步机在电梯中的应用

1、节能优势

- 在电梯运行中，由于电梯大部分时间处于部分负载运行状态，永磁同步机的高效率特性使其节能效果显著，对于频繁启停的住宅电梯或者办公大楼电梯，永磁同步机在每次启动、运行和停止过程中，由于其低损耗的特点，能够减少电能的浪费，根据实际测试，与传统异步机驱动的电梯相比，永磁同步机驱动的电梯可节能30% - 50%左右。

2、空间占用

- 永磁同步机的功率密度较高，在相同的功率输出下，其体积相对较小，这对于电梯机房空间有限的情况非常有利，在现代建筑中，尤其是一些高档写字楼和住宅，电梯机房的空间往往受到严格限制，永磁同步机能够在较小的空间内安装，同时还能满足电梯的运行要求。

3、运行舒适性

- 永磁同步机的调速性能好，能够实现精确的速度控制，在电梯运行过程中，能够提供平稳的加速和减速过程，减少乘客的不适感，特别是在电梯平层时，永磁同步机可以精确地控制轿厢的位置，使平层精度更高，一般可以达到±5mm以内，大大提高了电梯的运行质量。

（二）异步机在电梯中的应用

1、成本优势

- 异步机的制造技术相对成熟，生产规模大，成本较低，对于一些对成本较为敏感的电梯项目，如一些中低端住宅电梯或者小型商业建筑中的电梯，异步机仍然是一种经济实惠的选择，虽然异步机在效率、功率因数等方面存在一些不足，但在满足基本的电梯运行功能方面，其较低的成本具有一定的竞争力。

2、维护便利性

- 异步机的结构相对简单，特别是鼠笼型异步机，没有复杂的转子绕组连接和励磁装置（对于绕线型异步机，虽然有滑环和电刷，但相比同步机的电励磁结构仍然简单一些），这使得异步机在维护方面相对容易，对维护人员的技术要求也相对较低，在一些维护条件有限的地区或者对于维护成本控制严格的电梯运营单位来说，异步机的这一特点具有一定的吸引力。

电梯主机同步机和异步机在原理、结构、性能以及在电梯中的应用等方面都存在着明显的区别，随着电梯技术的不断发展，同步机由于其在节能、运行性能等方面的优势，在现代电梯中的应用越来越广泛，但异步机在一些特定的应用场景下，仍然凭借其成本和维护等方面的优势发挥着重要作用。