同步电机和异步电机的优缺点分别有哪些

　　伺服电机学习笔记
　　交流伺服电机
　　同步电机和异步电机
　　原理不同
　　同步电机，转速与旋转磁势同步，而异步电动机的转速则低于电磁转速；同步电机不论负载大小，只要不失步，转速就不会变化，异步电动机的转速时刻跟随负载大小的变化而变化。从结构上看异步电机无永磁体，依靠定子产生的旋转磁场切割转子鼠笼结构，如下图所示：
　　引用别人的回答：
　　同步电机，定子和转子都产生磁场，即定子绕组通三相交流电以后产生旋转磁场，转子磁场可由直流励磁线圈或者永磁体产生，定子磁场和转子磁场就像两块磁铁一样，同性相吸；由于定子磁场以电源频率在旋转，所以就带动转子一起旋转运动，两者速度相同。因为，转子角速度等于同步速度（与电源频率一致），所以称为同步电机。异步电机，以鼠笼式为例，只有定子绕组通三相交流电产生旋转磁场，而转子“鼠笼”可以理解为就是一组闭合的导线，本身没有电流，也没有磁场。当定子的旋转磁场切割转子“鼠笼”的导体时（反过来就是导体切割磁力线，法拉第电磁感应定律），在转子上产生感应电流；这时候，由安培定律可知，通电导线在磁场中会受到作用力，驱动转子运动。但是，转子速度永远无法达到定子旋转磁场的速度，因为一旦他们相等了，相当于转子和磁力线相对静止，导体就不切割磁力线了，也就无法产生感应电流了，没有电流就没有安培力了，没有安培力驱动转子在负载力矩的作用下就会减速，减速后转子速度就又低于同步转速，导体就又开始切割磁力线了…，因此转子速度始终达不到同步转速（即由电源频率决定的定子旋转磁场的转速），这也是异步电机的“异步”的由来。这就是二者的本质区别。
　　优缺点
　　1、同步电机
　　优点：同步电动机的功率因数可以调节，在不要求调速的场合，应用大型同步电动机可以提高运行效率。
　　缺点：成本相比较与异步电机而言较高。
　　主要应用有三种，即作为发电机、电动机和补偿机。作为发电机运行是同步电机最主要的运行方式。小型同步电动机在变频调速系统中开始得到较多地应用。同步电机还可以接于电网作为同步补偿机。这时电机不带任何机械负载，靠调节转子中的励磁电流向电网发出所需的感性或者容性无功功率，以达到改善电网功率因数或者调节电网电压的目的。
　　2、异步电机
　　优点：异步电机是一种交流电机，其负载时的转速与所接电网的频率之比不是恒定关系。因此，它具有结构简单，制造、使用和维护方便，运行可靠以及质量较小，成本较低等优点。异步电机有较高的运行效率和较好的工作特性，从空载到满载范围内接近恒速运行，能满足大多数工农业生产机械的传动要求。
　　缺点：由于异步电机的转速与其旋转磁场转速有一定的转差关系，其调速性能较差（交流换向器电动机除外）。对要求较宽广和平滑调速范围的交通运输机械、轧机、大型机床、印染及造纸机械等，采用直流电机较经济、方便。
　　应用：作电动机，其功率范围从几瓦到上万千瓦，是国民经济各行业和人们日常生活中应用最广泛的电动机，为多种机械设备和家用电器提供动力。例如机床、中小型轧钢设备、风机、水泵、轻工机械、冶金和矿山机械等，大都采用三相异步电动机（Asynchronous Motor）拖动；电风扇、洗衣机、电冰箱、空调器等家用电器中则广泛使用单相异步电动机。异步电机也可作为发电机，用于风力发电厂和小型水电站等。
　　开关磁阻电动机
　　结构如下：
　　工作原理：
　　利用磁阻最小原理，磁通总是沿磁阻最小的路径闭合
　　优点：
　　1、电动机的结构简单，转子上没有任何形式的绕组；定子上只有简单的集中绕组，端部较短，没有相间跨接线。因此，具有制造工序少、成本低、工作可靠、维修量小等特点。
　　2、开关磁阻电动机的转矩与电流极性无关，只需要单向的电流激励，理论上公率变换电路中每相可以只用一个开关元件，且与电动机绕组串联，不会像PWM逆变器电源那样，存在两个开关元件直通的危险。所以，开关磁阻电动机驱动系统线路简单，可靠性高，成本低于交流调速系统。
　　3、开关磁阻电动机转子的结构形式对转速限制小，可制成高转速电动机，而且转子的转动惯量小，在电流每次换相时又可以改变相匝转矩的大小和方向，因而系统有良好的动态响应。
　　4、由于SRM采用了独特的结构和控制方法，在与感应电动机相比，有些方面具有优势。SRM系统的效率和功率密度在宽广的速度和负载范围内都可以维持在较高水平。
　　缺点：
　　1、转矩脉动大与噪声、震动大：从工作原理可知，开关磁阻电动机转子上产生的转矩是由一些列脉冲转矩叠加而成的，这影响了SRM性能。
　　PMSM与BLDC
　　无刷直流电机BLDC（）和永磁同步电机PMSM（）均属于同步电机，主要区别如下。
　　
　　定子绕组
　　BLDC电机本体：定子绕组为集中绕组（每个磁极有一个线圈），永磁转子形成方波磁场；
　　PMSM的电机本体：定子绕组为分布绕组（每个磁极有一个或几个线圈按一定规律线圈组），永磁转子形成正玄磁场；
　　集中式绕组：
　　分布式绕组：
　　2. 磁钢
　　BLDC：磁钢为方波充磁，控制电压PWM也为方波，电流也为方波。一个电周期有6个空间矢量。控制简单，成本低，一般的MCU就可实现。
　　PMSM：磁钢为正弦波充磁，反电动势也为正弦波，电流也为正弦波。一般采用矢量控制技术，一个电周期一般最少会有18个矢量（当然越多越好），需要高性能的MCU或DSP才能实现。
　　位置传感器
　　BLDC的位置传感器：低分辨率，60度分辨率，霍尔元件，电磁式、光电式；
　　PMSM的位置传感器：高分辨率，1/256，1/1024，旋转变压器，光码盘；
　　旋转变压器如下：
　　光电码盘：
　　控制方式
　　BLDC：120度方波电流，采用PWM控制，一般使用6节拍的方波驱动，控制方波的相位和倒通时间
　　PMSM：正弦波电流，采用SPWM SVPWM控制，FOC（Field-Oriented Control），直译是磁场定向控制，也被称作矢量控制（VC，Vector Control），可以让我们对无刷电机进行“像素级”控制，实现很多传统电机控制方法所无法达到的效果。
　　反向电动势
　　BLDC ：近似梯形波（理想状态）；
　　PMSM ：正弦波（理想状态 ）。