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【正文】 旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子永磁體磁場之間有相對運動，不能產(chǎn)生恒定方向的電磁轉(zhuǎn)矩，造成起動困難。 第 10章 交流同步電機 41 正弦波永磁同步電動機 1. 基本結(jié)構(gòu) 正弦波永磁同步電動機包括定子和轉(zhuǎn)子兩部分。 1cos 1 ?? 1cos 1 ??1cos 1 ??第 10章 交流同步電機 40 永磁式同步電動機 * 世界上第一臺電機就是永磁電機，但是早期的永磁材料磁性能很差，致使永磁電機體積很大，非常笨重，因而很快就為電勵磁式電機所取代。這樣， 線可作為分界線，在線的左邊是 欠勵區(qū) ，右邊是 過勵區(qū) 。39。2P39。sI常數(shù)?1sc os ?I常數(shù)??c o s0E39。sI?0EcsXIj?cXIjs??39。 第 10章 交流同步電機 ?39。 根據(jù)式（ 1031）和式（ 1032）所確定的條件可畫出隱極同步電動機在 三種不同勵磁電流時 的相量圖，如圖 1018所示。 （ 1031） 常數(shù)?? ?? s in3d1s0e XUET 常數(shù)??s in0E 這說明當(dāng)同步電動機只改變勵磁電流 If時，電動勢 E0的大小及相位也要跟著改變，以滿足上式的關(guān)系。 對于凸極同步電動機，額定運行時的功率角還要小些 。 32 若是隱極式同步電動機，因 Xd =Xq ，功角特性和矩角特性的表達(dá)式為 ?s in3c0em XUEP s? ?? s in3 1s0edXUET ?第 10章 交流同步電機 ? ? 0 Pem ② π /2 Tm Te ① 圖 1 0 1 4 隱 極 同 步 電 動 機 的 矩 角 特 性12em33 穩(wěn)定運行問題 下面以 隱極同步電動機 為例來討論同步電動機的穩(wěn)定運行問題。 不計定子電阻時， ，且 ，因此上式可以寫成 11ssec o s3??IUT ?p11π2nf????? ? EUs δ1 ?? ?（ 1023） （ 1024） 第 10章 交流同步電機 30 根據(jù)功率與轉(zhuǎn)矩的關(guān)系， 同樣可以導(dǎo)出電磁轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)矩平衡方程。 圖 1012中 曲線 3是總的電磁功率 Pem與 θ角的關(guān)系曲線，可見與 Pem最大值所對應(yīng)的 θ角小于 90186。 1cos?sI sU?sU? sI?1?o1 90??第 10章 交流同步電機 ???????co ss insqsdIIII （ 1014） 21 圖 1010b是根據(jù)隱極同步電動機的電壓方程畫出的相量圖。 第 10章 交流同步電機 圖 1 0 7 電 樞 磁 動 勢 的 磁 場 分 布aF 0 . 0 8 0 . 0 6 0 . 0 4 0 . 0 2 0 0 . 0 2 0 . 0 4 0 . 0 6 0 . 0 8 0 . 0 6 0 . 0 4 0 . 0 200 . 0 20 . 0 40 . 0 6M a g n e t i c f i e l d d i s t r i b u t i o n13 凸極同步電動機的雙反應(yīng)理論 第 10章 交流同步電機 a?F adΦ aqΦaqF? adF?aqada FFF ??? ??圖 1 0 8 電 樞 反 應(yīng) 磁 動 勢 及 磁 通a ) 電 樞 反 應(yīng) 磁 動 勢 b ) 直 軸 磁 通 c ) 交 軸 磁 通a ) b ) ? ? n1 c )dddqqqadΦaqΦadF?aqF?aF?adF? aqF?14 根據(jù)第 8章的分析，可以寫出由定子電流產(chǎn)生的電樞磁動勢的表達(dá)式 spW11a InkNF ?? ? （ 102） 將上式分解為 d、 q軸上的直軸電樞磁動勢和交軸電樞磁動勢： （ 103） 第 10章 交流同步電機 ?????????qpW11aqdpW11adInkNFInkNF????15 考慮到式（ 101）的關(guān)系，即有 qds III ??? ??（ 104） sI? dI?qI? adF?aqF?第 10章 交流同步電機 16 同步電動機的電壓方程 1. 凸極同步電動機的電壓方程 不管是勵磁磁通 ?f ，還是直軸磁通 ?ad 和交軸磁通 ?aq，都是以同步轉(zhuǎn)速逆時針旋轉(zhuǎn)，因此都要在定子繞組中產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)電動勢。將由勵磁磁動勢 Ff單獨產(chǎn)生的磁通叫 勵磁磁通 ， 用 ?f 表示 。 這里規(guī)定兩個軸方向：轉(zhuǎn)子 N極和 S極的中心線稱為 直軸或縱軸 ， 簡稱 d 軸 ；與直軸相距 90?空間電角度的方向稱為 交軸或橫軸 ， 簡稱 q 軸 。 第 10章 交流同步電機 8 3. 同步電機的運行方式 第 10章 交流同步電機 圖 1 0 3 同 步 電 機 的 運 行 方 式a ) 發(fā) 電 機 方 式 b ) 理 想 空 載 c ) 電 動 機 方 式 n1 ? S2 N2 S1 N1 n1 S1 N1 n1 n1 ? S2 N2 S2 N2 S1 N1 n1 n1 a ) b ) c )9 同步電動機的電磁關(guān)系 同步電動機的磁動勢 當(dāng)同步電動機的定子三相對稱繞組 連接到三相對稱電源上時，就會產(chǎn)生三相合成旋轉(zhuǎn)磁動勢， 簡稱 電樞磁動勢 ，用空間矢量 Fa表示。若改變勵磁電流的大小則可相應(yīng)地改變感應(yīng)電動勢的大小，此時同步發(fā)電機處于 空載運行 。每臺同步電機應(yīng)配備一臺勵磁機或整流勵磁裝置，以便調(diào)節(jié)勵磁電流。同步電機也可以作電動機使用，例如空氣壓縮機、鼓風(fēng)機、電力推進裝置和電動發(fā)電機組等。1 第 10章 交流同步電機 電機及拖動基礎(chǔ) 同步電機的結(jié)構(gòu)和運行方式 同步電動機的電磁關(guān)系 同步電動機的功率與轉(zhuǎn)矩 同步電動機的工作特性 永磁式同步電動機 * 2 引 言
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