同步電動機(jī)簡介ppt課件-wenkub.com
2025-05-03 18:13 本頁面
【正文】 ? 從同步電動機(jī)的原理來看，它不能自行啟動；在同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子上裝設(shè)啟動繞組，借助異步電動機(jī)的原理來完成其啟動過程。同步電機(jī)接于頻率一定的電網(wǎng)上運(yùn)行，其轉(zhuǎn)速恒定，不會隨負(fù)載變動而變動；另外，同步電動機(jī)的功率因數(shù)可以調(diào)節(jié)，在需要改變功率因數(shù)和不需要調(diào)速的場合，常優(yōu)先采用同步電動機(jī)。 ?磁阻電動機(jī)一般靠實(shí)心轉(zhuǎn)子的感應(yīng)渦流并借助于鋁或銅所起籠型繞組的作用起動。 ? 磁阻同步電動機(jī)只存在電樞反應(yīng)磁場，故又稱為反應(yīng)式同步電動機(jī)。 ? 圖 是磁阻電動機(jī)的空載情況，不計(jì)機(jī)械損耗時(shí)，電機(jī)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩 TM≈0，故定子磁場軸線與磁極軸線重合（即 δ= 0），磁力線不發(fā)生扭彎。為了避免在勵(lì)磁繞組中產(chǎn)生過大的短路電流，勵(lì)磁繞組短路時(shí)必須串入比本身電阻大（ 510）倍的外加電阻。甚至在未加勵(lì)磁電流的情況下，有時(shí)轉(zhuǎn)子也能拉入同步。 ? 拉入同步是一個(gè)很復(fù)雜的過程，如果條件不合適，不一定能夠成功。它的結(jié)構(gòu)型式和同步發(fā)電機(jī)的阻尼繞組一樣。因此同步電動機(jī)是不能自行起動的。目前工礦企業(yè)中看到的同步電動機(jī)都能夠啟動，這是利用異步電動機(jī)的原理來產(chǎn)生啟動轉(zhuǎn)矩，使得電機(jī)轉(zhuǎn)動起來的。利用此原理，可以制成所謂的磁阻同步電動機(jī)。同步調(diào)相機(jī)是在過勵(lì)情況下空載運(yùn)行的同步電動機(jī)。 ? 如果保持機(jī)械負(fù)載不變（相當(dāng)于有功功率不變），調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流 If，對應(yīng)的電樞電流 Ia隨之而變，和發(fā)電機(jī)一樣可畫出同步電動機(jī)的 V形曲線。 ? 按照磁勢平衡原理，電網(wǎng)將輸出給電動機(jī)一超前電流 Ia，該電流在電動機(jī)內(nèi)部將產(chǎn)生去磁性的電樞反應(yīng)，使得磁勢得到平衡。 ? 發(fā)電廠要求用戶的功率因數(shù)限制在一定的數(shù)值以內(nèi)，以使電網(wǎng)能得到合理、經(jīng)濟(jì)地利用。 同步電動機(jī)電勢方程式和相量圖 ? 研究同步電動機(jī)的方法和研究同步發(fā)電機(jī)的方法相似。 ? 由以上分析可知，同步電機(jī)可以從發(fā)電機(jī)運(yùn)行方式過渡為電動機(jī)運(yùn)行方式。轉(zhuǎn)子在原動機(jī)的帶動下克服阻力矩，將轉(zhuǎn)子邊的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為定子邊的電能 。在實(shí)用上，常將二者作為一個(gè)整體參數(shù)來處理，這樣便于分析和測量。 ?為了解決這一問題，人們采用了正交分解法和疊加原理，將 看成是其直軸分量 和交軸分量 的疊加，并認(rèn)為 單獨(dú)激勵(lì)直軸電樞反應(yīng)磁通 ，其流通路徑為直軸磁路，對應(yīng)有一個(gè)固定的直軸電樞反應(yīng)電抗 ,并在定子每相繞組中產(chǎn)生直軸電樞反應(yīng)電勢 ； 單獨(dú)激勵(lì)交軸電樞反應(yīng)磁通 ，其流通路徑為交軸磁路，對應(yīng)有一個(gè)固定的交軸電樞反應(yīng)電抗 ，并在電樞每相繞組中產(chǎn)生交軸電樞反應(yīng)電勢 。當(dāng) 和 正交時(shí)，即 和磁極的軸線垂直時(shí)， 經(jīng)過交軸氣隙和鐵心而閉合（這條磁路稱為交軸磁路），如圖 。 與電樞電流 的大小成正比 (不計(jì)飽和 )，比例常數(shù)稱 為電樞反應(yīng)電抗。這種作用在交軸上的電樞反應(yīng)稱為交軸電樞反應(yīng)，簡稱交磁作用。在時(shí)空相量圖中 和 Ff (處于磁極軸線方向，稱為直軸，用 d表示 )重合， 滯后于 90176。 ▲ 一般情況下， (時(shí)間相量 )滯后或超前于 (時(shí)間相量 )y 電角度時(shí)， (空間相量 )的軸線位置也滯后或超前于 A 相繞組的軸線 y電角度。 ▲電樞反應(yīng)的情況決定于空間相量 和 之間的夾角，而這一夾角又和時(shí)間相量 E0 和 Ia 之間的相位差 y相關(guān)連。 也是以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場。 ★由此可見，負(fù)載以后同步電機(jī)內(nèi)部將會產(chǎn)生又一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁勢 電樞旋轉(zhuǎn)磁勢。②空載特性結(jié)合短路特性 (在后面介紹 )可以求取同步電機(jī)的參數(shù)。試驗(yàn)測定的方法與直流發(fā)電機(jī)類似。 ◆由圖可見，當(dāng)勵(lì)磁電流較小時(shí)，由于磁通較小，電機(jī)磁路沒有飽和，空載特性呈直線（將其延長后的射線稱為氣隙線）。在本課程以后的分析中，我們僅考慮感應(yīng)電勢的基波分量。用諧波分析法可求出其基波分量，如圖 (b)所示。圖 。 同步發(fā)電機(jī)空載運(yùn)行分析 ?當(dāng)原動機(jī)帶動發(fā)電機(jī)在同步轉(zhuǎn)速下運(yùn)行 ,勵(lì)磁繞組通過適當(dāng)?shù)膭?lì)磁電流 ,電樞繞組不帶任何負(fù)載時(shí)的運(yùn)行情況，稱為空載運(yùn)行。 ☆額定電壓 (V,kV等 ) ：指額定運(yùn)行時(shí)定子輸出端的線電壓。由于這種勵(lì)磁系統(tǒng)取消了集電環(huán)和電刷裝置，故又稱為無刷勵(lì)磁系統(tǒng)。 (見圖 ） ? 3 旋轉(zhuǎn)整流器勵(lì)磁 靜止整流器的直流輸出必須經(jīng)過電刷和集電環(huán)才能輸送到旋轉(zhuǎn)的勵(lì)磁繞組，對于大容量的同步發(fā)電機(jī)，其勵(lì)磁電流達(dá)到數(shù)千安培，使得集電環(huán)嚴(yán)重過熱。如圖 示。 勵(lì)磁方式簡介 ? 獲得勵(lì)磁電流的方法稱為勵(lì)磁方式。汽輪發(fā)電機(jī)的電壓較高，要求定子繞組有足夠的絕緣強(qiáng)度，一般采用 B 級或 F 級絕緣?？紤]到轉(zhuǎn)子冷卻和強(qiáng)度方面的要求，隱極式轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)和加工工藝較為復(fù)雜。在轉(zhuǎn)子表面約 1/3部分沒有開槽，構(gòu)成所謂大齒，是磁極的中心區(qū)。有些發(fā)電機(jī)磁極的極靴上開有一些槽，槽內(nèi)放上銅條，并用端環(huán)將所有銅條連在一起構(gòu)成阻尼繞組，其作用是用來擬制短路電流和減弱電機(jī)振蕩，在電動機(jī)中作為起動繞組用。大多數(shù)水輪發(fā)電機(jī)為立式。當(dāng)勵(lì)磁線圈中通過直流勵(lì)磁電流后，每個(gè)磁極就出現(xiàn)一定的極性，相鄰磁極交替為 N 極和 S 極。近年來，小型同步電動機(jī)在變頻調(diào)速系統(tǒng)中開始得到較多地應(yīng)用。只有運(yùn)行于同步轉(zhuǎn)速，同步電機(jī)才能正常運(yùn)行，這也是同步電機(jī)名稱的由來。 ◆ 感應(yīng)電勢 有效值：由第 11章可知，每相感應(yīng)電勢的有效值為 E= kw () ◆ 感應(yīng)電勢 頻率： 感應(yīng)電勢的頻率決定于同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速 n 和極對數(shù) p ，即 f=pn/60
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