【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 。從使用上來(lái)說(shuō)，旋轉(zhuǎn)電樞式結(jié)構(gòu)一般運(yùn)用于小容量同步電機(jī)，而旋轉(zhuǎn)磁極式結(jié)構(gòu)則廣泛運(yùn)用于高電壓、高轉(zhuǎn)速、大容量的同步電機(jī)。在旋轉(zhuǎn)磁極式中，按磁極形狀又可分為隱極式和凸極式。如圖所示，隱極式同步電機(jī)的氣隙是均勻的，轉(zhuǎn)子為圓柱形；凸極式同步電機(jī)的氣隙是不均勻的，極弧處小而極間大，并且能看到明顯的磁極。圖11 同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)圖對(duì)于高速旋轉(zhuǎn)的同步電機(jī)，從轉(zhuǎn)子的機(jī)械強(qiáng)度和固定繞組來(lái)考慮，應(yīng)采用隱極式結(jié)構(gòu)，而低速旋轉(zhuǎn)的時(shí)，由于轉(zhuǎn)子的圓周速度較低，離心力較小，故常采用制造和結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單的凸極式結(jié)構(gòu)。例如：汽輪發(fā)電機(jī)是高速運(yùn)行的，故火電站中的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子一般做成二極隱極式；水輪機(jī)是低速運(yùn)行的，故水輪發(fā)電機(jī)一般做成凸極式；由內(nèi)燃機(jī)拖動(dòng)的同步電機(jī)一般也做成凸極式。和其它類(lèi)型的旋轉(zhuǎn)電機(jī)一樣， 同步發(fā)電機(jī)也是由定、轉(zhuǎn)子兩個(gè)部分組成。隱極式同步電機(jī)由定轉(zhuǎn)子、端蓋和軸承等部件組成。（1）定子定子由鐵芯、繞組、機(jī)座以及固定的部件組成。為減少鐵耗，每疊厚約3—6cm，疊間有寬約1cm的通風(fēng)槽，以利于散熱。當(dāng)定子鐵芯外徑大于1m時(shí)，用扇形硅鋼片拼成整圓。定子機(jī)座為鋼板焊接結(jié)構(gòu)，機(jī)座不僅要支撐鐵芯，還要組成通風(fēng)路徑，以滿足通風(fēng)散熱的要求。定子鐵芯內(nèi)圓開(kāi)槽，槽內(nèi)放電樞繞組。（2）轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵芯、勵(lì)磁繞組、護(hù)環(huán)、中心環(huán)、滑環(huán)和風(fēng)扇等組成。由于隱極式同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速較高，受離心力較大，故轉(zhuǎn)子直徑不能太大，若要增大電機(jī)容量，只能增加轉(zhuǎn)子的長(zhǎng)度，因此轉(zhuǎn)子常做成細(xì)長(zhǎng)的圓柱形。轉(zhuǎn)子鐵芯用于固定繞組，同時(shí)也是電機(jī)磁路的一部分。為了克服高速旋轉(zhuǎn)所造成的機(jī)械應(yīng)力，故常采用整塊的高機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)磁良好的合金鋼鍛造。轉(zhuǎn)子鐵芯表面開(kāi)槽，槽內(nèi)放勵(lì)磁繞組，勵(lì)磁繞組用扁銅線繞成同心式線圈，各線圈匝與匝之間互相絕緣，線圈與鐵芯之間對(duì)地絕緣。同樣，為了保證可靠的機(jī)械強(qiáng)度，勵(lì)磁繞組的固定也很重要，槽內(nèi)需用不導(dǎo)磁并且具有高機(jī)械強(qiáng)度的硬鋁來(lái)壓緊，端部導(dǎo)體用護(hù)環(huán)和中心環(huán)來(lái)固定。集電環(huán)裝在轉(zhuǎn)軸上，與勵(lì)磁繞組通過(guò)引線相連，并和電刷裝置及外面的直流電源構(gòu)成回路。凸極同步電機(jī)分為立式和臥式兩類(lèi)。大部分低速、大型水輪機(jī)和大型水泵電動(dòng)機(jī)采用立式結(jié)構(gòu)，而大多數(shù)同步發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)、內(nèi)燃機(jī)或沖擊式水輪機(jī)拖動(dòng)的發(fā)電機(jī)則采用臥式結(jié)構(gòu)。以凸極式水輪機(jī)為例，水輪發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)包括定子、轉(zhuǎn)子、機(jī)架和推力軸承等部分。（1）定子大型水輪機(jī)的直徑很大，為便于運(yùn)輸，常將定子鐵芯連同機(jī)座分成數(shù)瓣后運(yùn)送到工地，在工地上拼成一個(gè)整圓。（2）轉(zhuǎn)子水輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子包括磁極、磁軛、勵(lì)磁繞組、支架和軸承等。磁極由1—，并用鉚釘裝成一體。勵(lì)磁線圈由扁銅線繞成，套在磁極上。磁極的極靴上裝有阻尼繞組，阻尼繞組是由一根根裸銅條，放在極靴的阻尼槽中，通過(guò)在兩端面用銅環(huán)焊接，形成一個(gè)短接的回路。對(duì)發(fā)電機(jī)而言，阻尼繞組可以減少并聯(lián)運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子振蕩的幅值，而對(duì)同步電動(dòng)機(jī)而言，主要作為起動(dòng)繞組用。磁極固定在磁軛上，有T尾和螺栓等固定方式。磁軛一般用2—5mm的鋼板沖成扇形片，疊成整圓，用拉緊螺桿來(lái)固定。轉(zhuǎn)軸用來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩，承受著轉(zhuǎn)動(dòng)部分的重量和水輪發(fā)電機(jī)的軸向推力，故常用高強(qiáng)度鋼鍛成，做成空心，以減輕轉(zhuǎn)軸的重量，也有利于檢察鍛件的質(zhì)量。（1）額定容量：銘牌規(guī)定運(yùn)行條件下電機(jī)線端的視在功率。（2）額定功率：發(fā)電機(jī)指額定運(yùn)行時(shí)出線端輸出的有功功率，電動(dòng)機(jī)指額定運(yùn)行下轉(zhuǎn)軸輸出的有效機(jī)械功率。（3）額定電壓：額定運(yùn)行時(shí)，定子繞組出線端的線電壓有效值。（4）額定電流：額定運(yùn)行時(shí)，定子繞組的線電流有效值。（5）額定功率因數(shù)：額定運(yùn)行時(shí)，定子繞組端的功率因數(shù)。（6）額定頻率:我國(guó)的工頻電流為50Hz。（7）額定效率：發(fā)電機(jī)指額定運(yùn)行時(shí)定子繞組輸出的電功率和轉(zhuǎn)軸輸入的機(jī)械功率的比值，電動(dòng)機(jī)指額定運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)軸輸出的機(jī)械功率和定子繞組輸入的電功率的比值。除此之外，同步電機(jī)的銘牌上還給出額定轉(zhuǎn)速，額定勵(lì)磁電壓和額定勵(lì)磁電流等.第二章 同步電動(dòng)機(jī)的工作原理及運(yùn)行特性第二章 同步電動(dòng)機(jī)的工作原理及運(yùn)行特性 同步電動(dòng)機(jī)的工作原理在同步電動(dòng)機(jī)定子的三相對(duì)稱(chēng)繞組里通以三相交流電，定子內(nèi)會(huì)產(chǎn)生三相旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，同時(shí)在轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組里通以直流電，則在定子磁場(chǎng)的作用下，轉(zhuǎn)子將受力而轉(zhuǎn)動(dòng)。由于同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)是定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的異性磁極間的相互作用所產(chǎn)生的，故其轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速相等。即：從上可知，穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速只與電源頻率有關(guān)，而與負(fù)載無(wú)關(guān)，若電源頻率不變，則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不變。同步電動(dòng)機(jī)的工作特性是指當(dāng)電網(wǎng)電壓U、勵(lì)磁電流為常數(shù)時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩、電樞電流、效率、功率因數(shù)與輸出功率之間的關(guān)系。同步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩可認(rèn)為等于空載轉(zhuǎn)矩與輸出轉(zhuǎn)矩之和，當(dāng)輸出功率為0時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩為空載轉(zhuǎn)矩，電樞電流為空載電流。隨著輸出功率的增大，為克服負(fù)載，電磁轉(zhuǎn)矩和電樞電流也將正比增大。如下圖所示，電磁轉(zhuǎn)矩和電樞電流與輸出功率的關(guān)系曲線，近似為一條不經(jīng)過(guò)原點(diǎn)的直線，而效率曲線與一般電動(dòng)機(jī)近似。圖21 同步電動(dòng)機(jī)的工作特性異步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)為滯后的功率因數(shù)，這會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成污染，相比于異步機(jī)而言，同步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)為可調(diào)，這也是同步電動(dòng)機(jī)可貴的性能之一。下圖為同步電動(dòng)機(jī)不同勵(lì)磁狀況下的功率因數(shù)特性。從圖中可以看出，當(dāng)勵(lì)磁電流較小時(shí)，只有在空載時(shí)功率因數(shù)才為1，而負(fù)載后，功率因數(shù)變?yōu)闇螅患哟髣?lì)磁電流后，在半載時(shí)功率因數(shù)為1；繼續(xù)增大勵(lì)磁電流至一定值，可使電機(jī)在滿載時(shí)功率因數(shù)為1，而未滿載時(shí)功率因數(shù)為超前。由此可見(jiàn)，通過(guò)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流即可達(dá)到調(diào)節(jié)功率因數(shù)的目的圖22 同步電動(dòng)機(jī)不同勵(lì)磁下的功率因數(shù)特性同步電動(dòng)機(jī)的U型曲線指的是當(dāng)端電壓和電磁功率都為常數(shù)時(shí)，調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，電樞電流的變化情況。功率一定時(shí)，調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，可以通過(guò)調(diào)節(jié)無(wú)功電流和功率因數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)時(shí)，為正常勵(lì)磁狀態(tài)，電樞電流全部為有功，電流值最小。當(dāng)電勢(shì)減小到小于正常勵(lì)磁電勢(shì)時(shí)，為欠勵(lì)狀態(tài)，為了保持定子合成磁通不變，除了有功電流外，還會(huì)產(chǎn)生滯后的無(wú)功電流，用于增磁。此時(shí)，電樞電流比正常勵(lì)磁時(shí)大，功率因數(shù)為滯后。當(dāng)電勢(shì)增大到大于正常勵(lì)磁電勢(shì)時(shí)，為過(guò)勵(lì)狀態(tài)，此時(shí)，除有功電流外，還將產(chǎn)生超前的無(wú)功電流，電樞電流比正常勵(lì)磁時(shí)大，功率因數(shù)為超前。為了改善電網(wǎng)的功率因數(shù)，(超前)。圖23 同步電動(dòng)機(jī)的U型曲線以隱極式同步電機(jī)為例，簡(jiǎn)要介紹同步電動(dòng)機(jī)能否穩(wěn)定運(yùn)行的問(wèn)題。（1）當(dāng)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)負(fù)載運(yùn)行在范圍內(nèi)假設(shè)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于，此時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩為T(mén)1，與負(fù)載轉(zhuǎn)矩相等。若增加負(fù)載使負(fù)載轉(zhuǎn)矩增大，則轉(zhuǎn)子要減速使角增大到，電磁轉(zhuǎn)矩變大為T(mén)2，若能使增大后的電磁轉(zhuǎn)矩等于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，電機(jī)就能繼續(xù)同步運(yùn)行。若負(fù)載重新變?yōu)?，則電子轉(zhuǎn)子加速，而角減小，電磁轉(zhuǎn)矩重新變?yōu)門(mén)1。由此可見(jiàn)，當(dāng)電機(jī)拖動(dòng)負(fù)載運(yùn)行在的范圍時(shí)，可以穩(wěn)定的運(yùn)行。（2）當(dāng)電機(jī)拖動(dòng)負(fù)載運(yùn)行在范圍 假定同步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于，此時(shí)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩T3與負(fù)載轉(zhuǎn)矩相等。若突增負(fù)載使負(fù)載轉(zhuǎn)矩變大，則電機(jī)要減速，角將增大為，而此時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩比突增負(fù)載前更小，電機(jī)轉(zhuǎn)速繼續(xù)減小， 角將繼續(xù)增大，導(dǎo)致電磁轉(zhuǎn)矩也減小，如此循環(huán)，電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速會(huì)偏離同步轉(zhuǎn)速，無(wú)法工作。故同步電動(dòng)機(jī)無(wú)法穩(wěn)定運(yùn)行在的范圍。圖24 同步電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩和額定轉(zhuǎn)矩之比為過(guò)載能力，即：其中 為功率角，即空載電勢(shì)和端電壓之間的相位角。一般情況下，隱極同步電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行時(shí)的功率角為 。凸極式同步電動(dòng)機(jī)的功率角較隱極式要小些。由上可知，穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與負(fù)載無(wú)關(guān)，其機(jī)械特性為一條直線，是硬特性。第三章 同步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)第三章 同步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)與其他電機(jī)不同，同步電動(dòng)機(jī)本身沒(méi)有起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，是無(wú)法自起動(dòng)的，這也是同步電動(dòng)機(jī)的一大缺陷。同步電動(dòng)機(jī)不能自起動(dòng)是因?yàn)楫?dāng)同步電動(dòng)機(jī)的定子直接接入電網(wǎng)后，定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)為同步速，而轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為0，定轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，無(wú)法產(chǎn)生平均的同步電磁轉(zhuǎn)矩，因此電機(jī)轉(zhuǎn)子不能轉(zhuǎn)動(dòng)。為解決起動(dòng)的問(wèn)題，可在同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子上裝上起動(dòng)繞組，電機(jī)起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)繞組中將感應(yīng)出電流，該電流與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相互作用，產(chǎn)生異步起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，從而使電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)。當(dāng)同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到同步轉(zhuǎn)速的95%左右時(shí)，給勵(lì)磁繞組通入直流電，轉(zhuǎn)子即可自動(dòng)牽入同步速。這種起動(dòng)方法被稱(chēng)為異步起動(dòng)法，起動(dòng)過(guò)程與異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)過(guò)程一樣，而且所接入的起動(dòng)繞組的結(jié)構(gòu)形式就像鼠籠型異步電機(jī)的鼠籠式繞組。同步電動(dòng)機(jī)異步起動(dòng)法時(shí)，既可以在額定電壓下直接起動(dòng)，也可以降壓起動(dòng)，如星三角起動(dòng)、自耦變壓器起動(dòng)、串電抗器起動(dòng)等。需要注意的是，同步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，勵(lì)磁繞組不能開(kāi)路也不能短路。若勵(lì)磁繞組開(kāi)路，剛起動(dòng)時(shí)，氣隙旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在勵(lì)磁繞組里感應(yīng)出很高的電動(dòng)勢(shì)，這可能會(huì)損壞勵(lì)磁繞組的絕緣；若勵(lì)磁繞組短路，那么勵(lì)磁繞組中感應(yīng)的電流將產(chǎn)生很大的轉(zhuǎn)矩，這有肯呢個(gè)使電動(dòng)機(jī)無(wú)法起動(dòng)到接近同步速。為此，我們可以在同步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁繞組中串聯(lián)510倍勵(lì)磁繞組阻值的附加電阻，等起動(dòng)到接近同步速時(shí)，再短接所串聯(lián)的電阻，通以直流電，從而使同步電動(dòng)機(jī)自動(dòng)牽入同步，完成起動(dòng)過(guò)程。目前，同步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，可利用變頻器，使用變頻起動(dòng)法萊起動(dòng)同步電機(jī)。起動(dòng)時(shí)，先將變頻電源的頻率調(diào)低，轉(zhuǎn)子上加勵(lì)磁。同步電動(dòng)機(jī)接上電源后，由于電源頻率很低，產(chǎn)生的定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速也很低，只要定轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)間的相互作用所產(chǎn)生的同步轉(zhuǎn)矩足以克服系統(tǒng)的機(jī)械靜阻力矩，電機(jī)便可起動(dòng)，并且在很低的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行。再逐漸加大變頻電源的頻率，使定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速慢慢升高，最終達(dá)到額定轉(zhuǎn)速。這種起動(dòng)方法可實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)，且起動(dòng)電流小，起動(dòng)平穩(wěn)，但增加了變頻電源，使設(shè)備投入增加，費(fèi)用較高。該方法利用其他輔助電動(dòng)機(jī)來(lái)拖動(dòng)同步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)，常選用與同步電動(dòng)機(jī)極數(shù)相同的異步電動(dòng)機(jī)作為輔助電動(dòng)機(jī)，輔助電機(jī)的容量約為同步電動(dòng)機(jī)容量的10%15%。當(dāng)輔助電動(dòng)機(jī)把同步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)到接近同步速后，再利用自整步法把主機(jī)接入電網(wǎng)。這種方法不宜用來(lái)起動(dòng)帶負(fù)載的同步電動(dòng)機(jī)，而若采用大容量的輔助電機(jī)又顯得不經(jīng)濟(jì)。除上述幾種起動(dòng)方法外，還有采用準(zhǔn)同步起動(dòng)法來(lái)起動(dòng)同步電動(dòng)機(jī)，同輔助電機(jī)起動(dòng)法一樣，這種方法也需要一臺(tái)輔助電動(dòng)機(jī)，但一般是用他勵(lì)或并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)做輔助電機(jī)。 42 第四章 同步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速及其控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)第四章 同步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速及其控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)電力傳動(dòng)系統(tǒng)可分為直流傳動(dòng)系統(tǒng)和交流傳動(dòng)系統(tǒng)兩大類(lèi)。近年來(lái)，隨著電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代控制理論的發(fā)展與成熟，交流傳動(dòng)系統(tǒng)由于其運(yùn)行可靠且適用性強(qiáng)，得到了廣泛的運(yùn)用，并代替了直流傳動(dòng)系統(tǒng)。交流傳動(dòng)系統(tǒng)根據(jù)所使用的電機(jī)的不同，又分為異步電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)和同步電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)。在同步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)中，從輸入的頻率來(lái)看，有頻率他控式和頻率自控式調(diào)速系統(tǒng)。頻率他控式指給同步電動(dòng)機(jī)供電的變頻器的輸出頻率取決于轉(zhuǎn)速給定的信號(hào)，其控制系統(tǒng)為開(kāi)環(huán)控制，因此與接在電網(wǎng)上的同步電動(dòng)機(jī)一樣，存在著振蕩和失步的問(wèn)題。而頻率自控式輸出的頻率是由轉(zhuǎn)子返回給變頻器的信號(hào)決定的，其控制系統(tǒng)為閉環(huán)控制，故不存在失步的問(wèn)題。 閉環(huán)控制變頻調(diào)速系統(tǒng)框圖如下所示，帶有速度檢測(cè)和轉(zhuǎn)角檢測(cè)反饋裝置的變頻調(diào)速系統(tǒng)稱(chēng)為閉環(huán)變頻調(diào)速系統(tǒng)。閉環(huán)系統(tǒng)在開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了實(shí)際測(cè)速檢測(cè)和轉(zhuǎn)角檢測(cè)與調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)。圖41 閉環(huán)變頻調(diào)速系統(tǒng)通過(guò)速度檢測(cè)裝置檢測(cè)同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速，并反饋給速度調(diào)節(jié)器，速度調(diào)節(jié)器通過(guò)比較給定速度與速度，得到誤差，當(dāng)實(shí)際速度低于給定速度時(shí)，誤差為正，電機(jī)升速，反之則電機(jī)減速，這樣就實(shí)現(xiàn)了對(duì)電機(jī)速度的閉環(huán)動(dòng)態(tài)調(diào)整。此外，通過(guò)同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置，檢測(cè)出磁極位置，并反饋給矢量控制器，通過(guò)計(jì)算，輸出轉(zhuǎn)子磁極相對(duì)定子繞組的空間位置角供坐標(biāo)轉(zhuǎn)換使用，以保證同步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在同步速。（1）三相—兩相變換或三相—兩相變換先將同步電動(dòng)機(jī)坐標(biāo)系由a，b ，c系統(tǒng)變換到，0系統(tǒng)，當(dāng)電機(jī)定子繞組為Y聯(lián)接時(shí)，故反變換為（2）矢量旋轉(zhuǎn)變換（VR）得到電流，后，經(jīng)過(guò)矢量旋轉(zhuǎn)變換，就可以得到的d，q坐標(biāo)系下的電流，和M，T坐標(biāo)系下的電流,了，其變換公式如下：變換到d，q坐標(biāo)系反變換為其中是軸與d軸之間的夾角，是初始狀態(tài)下軸與d軸之間的夾角。變換到M，T坐標(biāo)系反變換為其中是軸與M軸之間的夾角，；是初始狀態(tài)軸與M軸之間的夾角。（3）直流坐標(biāo)軸與極坐標(biāo)軸之間的變換（K/P）求得直角坐標(biāo)系量后，就可以進(jìn)一步求得相應(yīng)的極坐標(biāo)量。以定子電流為例同步電動(dòng)機(jī)矢量變換控制的基本思想：在異步電機(jī)的矢量變換控制中，我們選擇轉(zhuǎn)子全磁通矢量作為同步速旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)定向坐標(biāo)系（MT坐標(biāo)系）的M軸。通過(guò)坐標(biāo)變換，將三相定子電流分解為與轉(zhuǎn)子磁通同方向的等效勵(lì)磁電流及與轉(zhuǎn)子磁通方向垂直的等效轉(zhuǎn)矩電流。由于此兩者相互正交，解除了彼此間的耦合關(guān)系；在同步速的MT坐標(biāo)系中它們是一組直流標(biāo)量，故完全可以像直流電動(dòng)機(jī)那樣實(shí)現(xiàn)對(duì)磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)矩的分別控制，獲得良好的調(diào)速特性。這樣一種控制思想完全可以應(yīng)用到同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的瞬時(shí)控制中。同步電動(dòng)機(jī)矢量控制和異步電動(dòng)機(jī)矢量控制的原理相似，即通過(guò)坐標(biāo)變換，把同步電動(dòng)機(jī)等效為直流電動(dòng)機(jī)，然后模仿直流電動(dòng)機(jī)的控制方法進(jìn)行控制。由于同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)與異步電動(dòng)機(jī)不同，故其矢量坐標(biāo)變換也有自己的特色。以二級(jí)同步電動(dòng)機(jī)為例，若（1）忽略凸極的磁阻變化和阻尼繞組的影響； （3）忽略BH曲線飽和的非線性因素； （4）忽略定子電阻和定子漏抗的影響?？山⑽锢砟Ｐ腿缦聢D42 二極同步電動(dòng)機(jī)的物理模型圖中,定子A、B、C三相繞組軸線固定，三相電壓、和三相電流、 都是平衡的，轉(zhuǎn)子以同步速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組的勵(lì)磁電壓為，流過(guò)勵(lì)磁電流。沿轉(zhuǎn)子勵(lì)磁磁極的軸線為d軸，與d軸正交的為q軸，dq 坐標(biāo)系在空間以同步速旋轉(zhuǎn)，d軸與A軸之間的夾角為變量。 同步電動(dòng)機(jī)除轉(zhuǎn)子直流勵(lì)磁外，定子磁動(dòng)勢(shì)還將產(chǎn)生電樞反應(yīng)，直流勵(lì)磁磁通與電樞反應(yīng)磁通合成產(chǎn)生氣隙磁通，合成磁通在同步電動(dòng)機(jī)定子中感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)與外加電壓基本平衡。可作出