【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 9 50第八章 設(shè)計(jì)總結(jié) 52參考文獻(xiàn) 53致謝 54外文翻譯 55緒論電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的同步電機(jī)，由于同步電機(jī)可以通過(guò)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流使它在超前功率因數(shù)下運(yùn)行，有利于改善電網(wǎng)的功率因數(shù)，因此，大型設(shè)備，如大型鼓風(fēng)機(jī)、水泵、球磨機(jī)、壓縮機(jī)、軋鋼機(jī)等，常用同步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。低速的大型設(shè)備采用同步電動(dòng)機(jī)時(shí)，這一優(yōu)點(diǎn)尤為突出。此外，同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速完全決定于電源頻率。頻率一定時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速也就一定，它不隨負(fù)載而變。這一特點(diǎn)在某些傳動(dòng)系統(tǒng)，特別是多機(jī)同步傳動(dòng)系統(tǒng)和精密調(diào)速穩(wěn)速系統(tǒng)中具有重要意義。同步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定性也比較高。同步電動(dòng)機(jī)一般是在過(guò)勵(lì)狀態(tài)下運(yùn)行，其過(guò)載能力比相應(yīng)的異步電動(dòng)機(jī)大。異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與電壓平方成正比，而同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩決定于電壓和電機(jī)勵(lì)磁電流所產(chǎn)生的內(nèi)電動(dòng)勢(shì)的乘積，即僅與電壓的一次方成比例。當(dāng)電網(wǎng)電壓突然下降到額定值的80％左右時(shí)，異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩往往下降為64％左右，并因帶不動(dòng)負(fù)載而停止運(yùn)轉(zhuǎn)；而同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩卻下降不多，還可以通過(guò)強(qiáng)行勵(lì)磁來(lái)保證電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。同步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速是交流電機(jī)調(diào)速控制的一個(gè)重要方面，它的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，其功率覆蓋面非常廣闊，從瓦級(jí)的永磁直流電動(dòng)機(jī)到萬(wàn)千瓦級(jí)的大型軋機(jī)、窯爐傳動(dòng)電機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)等。大型同步電動(dòng)機(jī)和超大型抽水蓄能電動(dòng)發(fā)電機(jī)的變頻起動(dòng)亦屬于同步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速之列。近期來(lái)永磁同步電動(dòng)機(jī)的迅速發(fā)展，使同步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用愈來(lái)愈多。第一章 同步電機(jī)概述同步電機(jī)按用途可分為發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)和補(bǔ)償機(jī)；按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為凸極式的和隱極式的，立式的和臥式的；按通風(fēng)方式可分為開啟式、防護(hù)式、封閉式的；按冷卻方式可分為空氣冷卻、氫氣冷卻、水冷卻和混合冷卻式的；按放電機(jī)的原動(dòng)機(jī)來(lái)分可分為汽輪發(fā)電機(jī)、水輪發(fā)電機(jī)和其他原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的發(fā)電機(jī)；按電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的負(fù)載來(lái)分可分為均勻負(fù)載、交變負(fù)載或沖擊負(fù)載的電動(dòng)機(jī)。近些年來(lái)，由于電力電子技術(shù)的發(fā)展，將變頻器和同步電機(jī)聯(lián)系起來(lái)，組成了無(wú)換向器電動(dòng)機(jī)，它沒有直流電機(jī)的機(jī)械換向器，用電子換向來(lái)代替，可以得到與直流電機(jī)同樣的性能，而且可以做到比直流電機(jī)容量更大、電壓和轉(zhuǎn)速更高，在工業(yè)上開辟了新的用途。在現(xiàn)代社會(huì)機(jī)里，械制造工業(yè)、冶金工業(yè)、煤炭工業(yè)、石油工業(yè)、輕紡工業(yè)、化學(xué)工業(yè)及其他各工礦企業(yè)中，廣泛地應(yīng)用各種同步電機(jī)，除了工業(yè)，在農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)以及國(guó)防、文教、醫(yī)療等等中也都廣泛地應(yīng)用著各種同步電機(jī)。 同步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)同步電動(dòng)機(jī)主要由定子、轉(zhuǎn)子以及滑環(huán)、電刷裝置等部件構(gòu)成。其繞組結(jié)構(gòu)和定子鐵心與感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的一致，當(dāng)同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速比較低時(shí)，級(jí)數(shù)也相應(yīng)較多，此時(shí)由于定子圓周所能開的槽數(shù)是有限定的，定子繞組通常采用分?jǐn)?shù)槽繞組。同步電動(dòng)機(jī)與感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的最大不同在于轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)上的不同。 同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵心、勵(lì)磁繞組和轉(zhuǎn)軸、滑環(huán)等構(gòu)成。轉(zhuǎn)子鐵心和勵(lì)磁繞組一起構(gòu)成了主磁極，勵(lì)磁繞組中通入直流勵(lì)磁電流就產(chǎn)生了主極磁場(chǎng)。像這樣主磁極旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)稱為旋轉(zhuǎn)磁極式結(jié)構(gòu)。按照主磁極形狀的不同同步電動(dòng)機(jī)又可分為凸極式和隱極式兩種形式。因?yàn)橹鞔艠O有明顯凸出所以稱之為凸極式轉(zhuǎn)子。這種情況下氣隙是不均勻的，磁極下面的氣隙小，兩磁極之間的氣隙打。為了改善氣隙磁場(chǎng)的波形磁極圓弧的圓心常與定子內(nèi)圓圓心偏心。勵(lì)磁繞組為集中式的繞組，套裝再主磁極的極身上。為了能夠得到啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩以及提高動(dòng)態(tài)性能，需要在凸極式轉(zhuǎn)子主磁極的極靴表面開槽，以便裝設(shè)啟動(dòng)繞組。此種轉(zhuǎn)子的機(jī)械強(qiáng)度比較差，適合圓周速度較低、離心力比較小的低速電動(dòng)機(jī)。由于同步電動(dòng)機(jī)大多轉(zhuǎn)速比較低，因此基本上均為凸極式結(jié)構(gòu)。隱極式轉(zhuǎn)子為圓柱形，氣隙均勻。勵(lì)磁繞組為同心式繞組，嵌放在轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)，在大齒部分形成磁極。隱極式轉(zhuǎn)子的機(jī)械強(qiáng)度比較好，適合于高速運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)。為了給轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組通入直流勵(lì)磁電流，需要設(shè)置電刷和滑環(huán)，以便勵(lì)磁繞組和外部直流勵(lì)磁電源相連接。 同步電機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)的基本技術(shù)要求（1）給定數(shù)據(jù)：①額定功率 ②額定電壓 ③相數(shù)及相間連接方式④額定頻率 ⑤額定轉(zhuǎn)速 ⑥額定功率因數(shù)（2）銘牌：①電機(jī)的型號(hào) ②額定功率 ③額定電壓④額定電流 ⑤額定轉(zhuǎn)速 ⑥額定功率因數(shù)⑦額定勵(lì)磁電壓和額定勵(lì)磁電流 ⑧額定溫升（3）電磁設(shè)計(jì)的任務(wù)是根據(jù)技術(shù)條件或技術(shù)任務(wù)書的規(guī)定，參照生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)計(jì)算和方案比較，來(lái)確定與所設(shè)計(jì)電機(jī)電磁性能有關(guān)的尺寸和數(shù)據(jù)，選定有關(guān)材料，并核算其電磁性能。電磁設(shè)計(jì)過(guò)程主要包括同步電動(dòng)機(jī)的主要尺寸、磁場(chǎng)波形、電樞鐵心、電樞繞組、磁路、穩(wěn)態(tài)電抗、短路比、勵(lì)磁繞組、短路電流、過(guò)載能力、暫態(tài)電抗、諧波繞組、負(fù)載時(shí)的損耗及效率。第二章 同步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理及特性 同步電動(dòng)機(jī)的工作原理同步電動(dòng)機(jī)的工作原理是依靠轉(zhuǎn)子主磁場(chǎng)與氣隙合成磁場(chǎng)之間的磁力而工作的。同步電動(dòng)機(jī)定子三相繞組接通三相電源后，定子繞組中就會(huì)產(chǎn)生三相電流，從而在定子中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子籠形啟動(dòng)繞組從而會(huì)產(chǎn)生異步啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩使電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)速升高至95%同步轉(zhuǎn)速時(shí)投入勵(lì)磁，產(chǎn)生主極磁場(chǎng)，在主極磁場(chǎng)與氣隙合成磁場(chǎng)之間產(chǎn)生的同步轉(zhuǎn)矩的作用下，使電動(dòng)機(jī)自動(dòng)牽入同步。牽入同步后，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)入正常運(yùn)行。實(shí)際上，只有在轉(zhuǎn)子以同步速旋轉(zhuǎn)時(shí)，同步電動(dòng)機(jī)才能產(chǎn)生平均電磁轉(zhuǎn)矩?？梢园堰@種N極和S極之間的磁拉力看成轉(zhuǎn)子主磁場(chǎng)B0與氣隙合成磁場(chǎng)B之間由一組彈簧聯(lián)系在一起。當(dāng)電動(dòng)機(jī)空載運(yùn)行時(shí)，彈簧處于自由狀態(tài)，這時(shí)B0與B的軸線重合，電磁轉(zhuǎn)矩為零；當(dāng)電動(dòng)機(jī)負(fù)載運(yùn)行時(shí)，彈簧被拉伸，B0與B的軸線之間被拉開一個(gè)角度從而會(huì)產(chǎn)生一定的同步電磁轉(zhuǎn)矩。負(fù)載越大B0與B的軸線之間被拉開的角度也會(huì)越大，同步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩也就越大，就像彈簧越拉伸彈力越大一樣。B0與B的軸線之間的電角度稱為功率角。顯然，同步電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的增大是有一定限度的，超過(guò)了這個(gè)限度，同步電動(dòng)機(jī)就會(huì)因?yàn)槭ネ蕉荒苷９ぷ鳎踔潦峭＾D(zhuǎn)。因同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子主磁場(chǎng)與氣隙合成磁場(chǎng)之間的磁拉力而產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩稱為同步轉(zhuǎn)矩。在同步電動(dòng)機(jī)正常穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，它的轉(zhuǎn)速與負(fù)載的大小無(wú)關(guān)，始終保持同步速。負(fù)載越大，電磁轉(zhuǎn)矩越大，功率角越大，電動(dòng)機(jī)輸出功率越大，同時(shí)，電動(dòng)機(jī)從電網(wǎng)輸入的電功率也就越大。當(dāng)電動(dòng)機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩保持不變時(shí)，從電網(wǎng)輸入的電樞電流中，有功電流分量基本上是不變的，而無(wú)功電流分量的大小以及電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)則與勵(lì)磁電流的大小有關(guān)。當(dāng)功率因數(shù)等于1時(shí)，無(wú)功電流分量為0，電樞電流最小，這時(shí)的勵(lì)磁電流稱為正常勵(lì)磁；當(dāng)功率因數(shù)小于1時(shí)，無(wú)功電流分量大于0電樞電流大于正常勵(lì)磁時(shí)電樞電流。這時(shí)的勵(lì)磁電流可能大于正常勵(lì)磁電流，稱之為過(guò)勵(lì)；也可能小于正常勵(lì)磁電流，稱之為欠勵(lì)。因此，調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流便可以調(diào)節(jié)同步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)，過(guò)勵(lì)時(shí)功率因數(shù)超前，欠勵(lì)時(shí)功率因數(shù)滯后，這時(shí)一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。 同步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁方式獲得勵(lì)磁電流的方法不同就構(gòu)成了不同的勵(lì)磁方式。提供同步電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁的電源裝置被成為勵(lì)磁系統(tǒng)。為了確保同步電動(dòng)機(jī)的可靠運(yùn)行，勵(lì)磁系統(tǒng)要符合一定的要求。同步電機(jī)目前采用的勵(lì)磁方式大致分為兩大類： 直流發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng) 靜止整流器勵(lì)磁系統(tǒng)一種勵(lì)磁方式是直流發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)，此時(shí)稱直流發(fā)電機(jī)為直流勵(lì)磁機(jī)。調(diào)節(jié)它的勵(lì)磁電流，就可以改變同步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電壓，從而可以調(diào)節(jié)它的勵(lì)磁電流。此系統(tǒng)中勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的作用是為了對(duì)勵(lì)磁電流進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證它能夠穩(wěn)定在給定的一定值上。改變勵(lì)磁給定值，也就改變了勵(lì)磁電流的大小。但是這種勵(lì)磁系統(tǒng)有一定的缺陷，它的維護(hù)工作量比較大，工作時(shí)的可靠性也不好，故目前很少使用。另一種是目前被廣泛使用的靜止整流器勵(lì)磁系統(tǒng)。它的主電路通常使用三相全控橋式整流電路，給同步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁繞組供電。電動(dòng)機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)，使用的控制方式是恒流勵(lì)磁，從而電網(wǎng)電壓的波動(dòng)和繞組溫度等因素不會(huì)影響到勵(lì)磁電流，恒流勵(lì)磁還可以從零值到額定值任意給定，方便的對(duì)電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。這種系統(tǒng)適用于重載或輕載、全壓或降壓?jiǎn)?dòng)。，而且還設(shè)有按時(shí)間后備投勵(lì)環(huán)節(jié)。投勵(lì)時(shí)該系統(tǒng)會(huì)輸出最大整流電壓強(qiáng)迫勵(lì)磁，使電動(dòng)機(jī)快速牽入同步。停機(jī)時(shí)，三相全控橋式整流電路會(huì)以最大逆變電壓快速滅磁，從而確保系統(tǒng)的安全。旋轉(zhuǎn)整流器勵(lì)磁系統(tǒng)Bδ對(duì)于大型同步電動(dòng)機(jī)或在特定環(huán)境中工作的同步電動(dòng)機(jī)，有刷勵(lì)磁結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是減低了電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的可靠性。通常采用無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)解決這一問題。無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)由旋轉(zhuǎn)電樞式三相同步發(fā)電機(jī)和旋轉(zhuǎn)整流器構(gòu)成主電路，勵(lì)磁機(jī)的旋轉(zhuǎn)電樞和同步電動(dòng)機(jī)同軸連在一起，旋轉(zhuǎn)電樞發(fā)出的三相交流電經(jīng)旋轉(zhuǎn)硅整流器整流后直接提供勵(lì)磁電流給同步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁繞組。因?yàn)橥诫妱?dòng)機(jī)的勵(lì)磁繞組、交流勵(lì)磁機(jī)的電樞還有硅整流器都以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，故不再需要滑環(huán)和電刷。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器自動(dòng)調(diào)節(jié)同步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流。因?yàn)闆]有了滑環(huán)和電刷，旋轉(zhuǎn)整流器勵(lì)磁系統(tǒng)大大提高了工作的可靠性，非常適用于防爆等有特殊要求的場(chǎng)所。不過(guò)這種系統(tǒng)也有缺點(diǎn)，由于它的響應(yīng)速度比較慢，電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁回路的時(shí)間常數(shù)比較大，因此它在停機(jī)時(shí)對(duì)快速滅磁有不利的影響。 電樞反應(yīng)空載運(yùn)行時(shí)同步電動(dòng)機(jī)電樞繞組中有很小的電流，相對(duì)應(yīng)的電樞磁場(chǎng)很小，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的氣隙磁場(chǎng)基本上就是勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的主磁場(chǎng)。但是當(dāng)同步電動(dòng)機(jī)加入負(fù)載以后，電樞繞組中將會(huì)有對(duì)稱的三相負(fù)載電流，從而會(huì)有與轉(zhuǎn)子磁極同步旋轉(zhuǎn)的電樞磁動(dòng)勢(shì)及相應(yīng)的電樞磁場(chǎng)產(chǎn)生。這時(shí)，勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)和電樞磁動(dòng)勢(shì)共同建立電動(dòng)機(jī)的氣隙磁場(chǎng)，而且主磁場(chǎng)將會(huì)受到電樞磁動(dòng)勢(shì)的影響，電樞反應(yīng)就是電樞磁動(dòng)勢(shì)的基波對(duì)主磁場(chǎng)的影響。FfB0NBδBaIaFaE0Ffφ0IqFaqE0IdFaqFaFad電樞反應(yīng)將會(huì)對(duì)同步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能產(chǎn)生影響，因?yàn)殡姌蟹磻?yīng)會(huì)使氣隙磁場(chǎng)的波形發(fā)生畸變，氣隙磁場(chǎng)不再關(guān)于主磁極軸線對(duì)稱，同時(shí)還會(huì)有增磁或者去磁的現(xiàn)象發(fā)生。交（直）軸電樞反應(yīng)是指電樞磁動(dòng)勢(shì)恰好作用在交q（直d）軸上。一般而言，電樞反應(yīng)不會(huì)單獨(dú)作用在某一個(gè)軸上，而是兩者都有。此時(shí)電樞磁動(dòng)勢(shì)Fa可以分解為交軸分量Faq和直軸分量Fad?；兊臍庀洞艌?chǎng)波形主要是因?yàn)榻惠S電樞反應(yīng)，直軸電樞反應(yīng)的作用是使氣隙磁場(chǎng)產(chǎn)生去增磁。電樞反應(yīng)的性質(zhì)（去磁、增磁、交磁）由電樞磁動(dòng)勢(shì)與主磁場(chǎng)B0的空間相對(duì)位置決定，這個(gè)相對(duì)位置與勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)E0和電樞電流Ia的相位差角ψ0有關(guān)。當(dāng)勵(lì)磁電動(dòng)勢(shì)和電樞電流同相位即ψ0=0時(shí)，電樞磁動(dòng)勢(shì)的軸線與轉(zhuǎn)子交軸重合，故此時(shí)電樞磁動(dòng)勢(shì)為交軸磁動(dòng)勢(shì)，這時(shí)的交軸電樞反應(yīng)是純交磁性質(zhì)的。正是因?yàn)榻惠S電樞反應(yīng)，主磁場(chǎng)與氣隙合成磁場(chǎng)之間由一個(gè)空間相位角θ。在ψ0≠0的情況下，分解得到的交軸電樞反應(yīng)同前面所述。而直軸分量Fad產(chǎn)生的直軸電樞反應(yīng)的性質(zhì)將視角ψ0的正、負(fù)而定。在電動(dòng)機(jī)慣例下，當(dāng)勵(lì)磁電動(dòng)勢(shì)E0滯后于電樞電流Ia時(shí)，此時(shí)的直軸電樞反應(yīng)的性質(zhì)時(shí)去磁；當(dāng)勵(lì)磁電動(dòng)勢(shì)超前電樞電流Ia時(shí)，此時(shí)的直軸電樞反應(yīng)性質(zhì)是增磁。和電動(dòng)機(jī)的機(jī)電能量轉(zhuǎn)換以及電磁轉(zhuǎn)矩直接相關(guān)的是交軸電樞磁動(dòng)勢(shì)。轉(zhuǎn)子主磁場(chǎng)和氣隙合成磁場(chǎng)之間的相角差就是交軸電樞磁動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的交軸電樞反應(yīng)造成的，從而有電磁轉(zhuǎn)矩。電樞反應(yīng)會(huì)由于負(fù)載增大而變得強(qiáng)烈,從而B與B0之間的相角變大，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩和輸出的機(jī)械功率也就越大，定子繞組從電網(wǎng)輸入的電功率也越大。但是電動(dòng)機(jī)的負(fù)載能力是有限度的，超過(guò)了這個(gè)限度便會(huì)造成電動(dòng)機(jī)過(guò)熱或者由于運(yùn)行不穩(wěn)定而失去同步。 同步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性同步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性主要包括功角特性、工作特性、V形曲線。同步電動(dòng)機(jī)的一個(gè)重要的特性便是功角特性，因?yàn)樗硎境隽穗姍C(jī)的電磁功率Pe與功率角θ之間的相互關(guān)系：從上式可以看出凸極同步電動(dòng)機(jī)的電磁功率由兩部分構(gòu)成，一部分稱為基本電磁功率（構(gòu)成了電磁功率的大部分）。另一部分稱為磁阻功率，它的大小與勵(lì)磁大小無(wú)關(guān)，它是由于凸極同步電動(dòng)機(jī)的直軸與交軸的磁阻不相等而引起的轉(zhuǎn)矩造成的。功角特性曲線如圖所示，從中可以看出隨著機(jī)械負(fù)載的增大，功率角也相應(yīng)增大，從而導(dǎo)致電磁功率隨著增大直到平衡增大的負(fù)載功率。電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與功率角之間的關(guān)系稱為矩角特性：電磁轉(zhuǎn)矩的最大值極為Temax，勵(lì)磁電流的增大會(huì)使勵(lì)磁電動(dòng)勢(shì)增大，故電動(dòng)機(jī)的最大電磁轉(zhuǎn)矩也會(huì)得到提高。Temax與額定轉(zhuǎn)矩TN的比值稱為電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力，Km=Temax/Tn。電動(dòng)機(jī)會(huì)因?yàn)樨?fù)載轉(zhuǎn)矩大于最大電磁轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生不穩(wěn)定而失步，故電動(dòng)機(jī)要有足夠大的過(guò)載能力。通常情況下，軋機(jī)用電動(dòng)機(jī)要達(dá)到Km=—。同步電動(dòng)機(jī)的一個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)就是增加勵(lì)磁電流可以提高過(guò)載能力。θPe，Te當(dāng)電動(dòng)機(jī)的電源電壓、勵(lì)磁電流保持常數(shù)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩、電樞電流、功率因數(shù)、效率等與輸出功率P2的變化關(guān)系稱為電動(dòng)機(jī)的工作特性。功率因數(shù)ηIaTeP2滯后P23電磁轉(zhuǎn)矩Te與輸出功率P2關(guān)系式為同步機(jī)械角速度Ω1是一個(gè)常值，故電磁轉(zhuǎn)矩隨著P2按正比例變化，即相互關(guān)系曲線是一條直線。當(dāng)P2為0時(shí)電樞電流是很小的空載電流I0，電樞電流Ia隨著輸出功率P2的增加而增加，曲線也近似為直線。同步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)隨著負(fù)載的增加總是下降的，圖中示出了三種不同勵(lì)磁電流時(shí)同步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)特性。曲線一的情況是勵(lì)磁電流比較小、空載時(shí)功率因數(shù)為1的特性，電樞反應(yīng)的去磁作用隨著負(fù)載的增加而增大，為了維持氣隙合成磁場(chǎng)的每極磁通量近似不變，同步電動(dòng)機(jī)需要從電網(wǎng)中吸收感性無(wú)功電流，這樣就使的電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)總是滯后的（欠勵(lì)）。曲線二是增大了勵(lì)磁電流，電動(dòng)機(jī)半載時(shí)功率因數(shù)等于1時(shí)的特性，大于半載時(shí)的功率因數(shù)滯后，小于半載時(shí)的功率因數(shù)超前。曲線三為勵(lì)磁電流較大，電動(dòng)機(jī)滿載時(shí)功率因數(shù)等于1時(shí)，此時(shí)達(dá)到滿載時(shí)的功率因數(shù)總是滯后的。由此可見調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流可以使同步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)為1，甚至具有超前的功率因數(shù)，可以利用這一優(yōu)點(diǎn)來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償電網(wǎng)功率因數(shù)等。同步電動(dòng)機(jī)的效率特性曲線與其它電動(dòng)機(jī)的大體上相似，輸出功率為0是效率為0，隨著輸出功率的增加效率增加，在達(dá)到最大值（一般在P2=—）后開始逐漸下降。V形曲線是指電磁功率Pe與電源電壓為常值時(shí)，電樞電流Ia隨勵(lì)磁電流If變化的