【正文】 xIjEExIjrIEExIjrIEUaaaaaaa????????????????????????化簡 ? 仿變壓器或異步電動機中使用的將漏電抗電勢寫成漏阻抗壓降的方法，也可將電樞磁勢 Fa產(chǎn)生的電樞電勢Ea寫成電抗壓降的形式，則有 ? ? 式中 xa為電樞電抗，或稱電樞反應(yīng)電抗，它對應(yīng)于主磁路，故 xax1，一般有 xa=(5~8)x1，這樣上式可改寫成： ? 式中 xc=x1+xa 為隱極同步電動機的同步電抗。 凸極同步電動機電壓方程式和相量圖 凸極同步電動機轉(zhuǎn)子有明顯的磁極，氣隙 不均勻，轉(zhuǎn)子磁極中心線附近氣隙最小，磁阻 最小，磁導(dǎo)最大；而在轉(zhuǎn)子磁極幾何中心線處 氣隙最大，磁阻最大，磁導(dǎo)最小，所以磁通所 走的路徑不同，所遇的磁阻不同，對應(yīng)的電抗 參數(shù)也就不同。 ? 為了解決電樞磁勢 Fa在不同位置時遇到不同氣隙，其磁阻計算困難的問題，可將電樞磁勢分解成兩個分量：一個分量是直軸電樞磁勢，用 Fad表示，它作用在直軸方向；另一個分量是交軸電樞磁勢，用 Faq表示，它作用在交軸方向，則有： ? 同理，對應(yīng)產(chǎn)生電樞磁勢 Fa的電樞電流 I1也可分解成兩個分量，即： 這種分析問題的方法是以疊加理論為基礎(chǔ)的“雙反 應(yīng)法”。這里 xad和 xaq分別是直軸電樞反應(yīng)電抗分別和交軸電樞反應(yīng)電抗，若不考慮磁路飽和的影響，xad和 xaq都是常數(shù)。1與 217。1與 200。1與 200。在同步電動機中，功率或轉(zhuǎn)矩是隨功角變化的，所以下面討論功角特性Pem=?(θ)和矩角特性 T=?(θ)。同步電動機的功率關(guān)系也可用功率流程圖表示。 02 TTT ??同步電動機的功角特性 ? 同步電動機的功角特性是指在外加電源電壓和勵磁電流不變的條件下電磁功率 Pem和功角 θ之間的關(guān)系曲線，即 Pem=?(θ)。凸極電磁功率 Pem2與功角 之間的關(guān)系如圖曲線 2所示。 ? 將功角特性表達(dá)式兩邊同除以同步角速度Ω1可得凸極同步電動機矩角特性： ? 同理隱極同步電動機矩角特性為： ?? 2s i n)11(23s i n3121101dqd xxUxEUT ??????s i n3101??cxEUT同步電動機的矩角特性 ? 以隱極同步電動機為例。 范圍內(nèi)，同步電動機原運行在 A點，對應(yīng)的功角為 θ1， T=TL。 同步電動機的穩(wěn)定運行 在 90176。 范圍內(nèi)，同步電動機運行在 B點，對應(yīng)的功角為 θ3， T=TL，現(xiàn)電動機出現(xiàn)擾 動，假設(shè)負(fù)載增大到 TLˊ，這時轉(zhuǎn)子減速使功角增 大至 θ4，此時對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩為 T“， T”TLˊ，則功角 繼續(xù)增大，隨著功角的增大，對應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩更小， 這樣下去，無法達(dá)到新的平衡，電動機會出現(xiàn)失步。 范圍內(nèi)，同步電動 機能穩(wěn)定運行；在 90176。 范圍內(nèi)，同步電 動機不能穩(wěn)定運行， θ=90176。 同步電動機的穩(wěn)定運行說明 ? 實際產(chǎn)生中要考慮同步電動機應(yīng)具有一定的過載能力，過載能力為： ? 一般過載系數(shù) λm=2～ 3，隱極同步電動機的額定功角 θN=20176。 ，凸極同步電動機的額定功角則更小一些。而由于同步電動機是雙邊勵磁機，它可通過調(diào)節(jié)勵磁電流，來調(diào)節(jié)同步電動機的無功電流和功率因數(shù)，從而提高電網(wǎng)的功率因數(shù)。 常數(shù)常數(shù)、 ??????? c o sIU3PPs i nx EU3T以隱極同步電動機為例分析 ? 改變勵磁電流，可改變功率因數(shù)，圖中畫出了三種不同勵磁電流情況下的相量，現(xiàn)分析如下：①當(dāng)正常勵磁時 If，對應(yīng)的感應(yīng)電勢為 E0，電樞相電流 I1和定子相電壓 U1同相位，電動機的功率因數(shù) cosф=1，無功功率為零，說明電動機只消耗有功功率，不消耗無功功率，電動機對電網(wǎng)呈純電阻性。 說明 ? ③ 當(dāng)增大勵磁電流為 If″(If′If)，對應(yīng)的感應(yīng)電勢為 E0″，電樞相電流 I1″超前定子相電壓U1φ″相位角，電動機的功率因數(shù) cosф1，這時電動機除從電網(wǎng)吸收有功功率，同時也從電網(wǎng)吸收超前的無功功率，電動機對電網(wǎng)呈容性負(fù)載，這種勵磁方式稱為過勵，這種運行方式能提高電網(wǎng)的功率因數(shù)。 V形曲線可通過試驗測得。 同步電動機的 V形曲線分析 ? 同步電動機的勵磁電流應(yīng)如何調(diào)節(jié)則要視電動機運行時電網(wǎng)的實際情況而定，若電網(wǎng)功率因數(shù)未達(dá)到要求，需要同步電動機提供無功，則電動機應(yīng)工作在過勵狀態(tài)（但應(yīng)以電樞電流不超過額定值為極限），以提電網(wǎng)的功率因數(shù)；若電網(wǎng)功率因數(shù)已達(dá)到要求，則同步電動機應(yīng)工作在正常勵磁狀態(tài)，這時電動機功率因數(shù)為 電樞電流 I1最小、銅損最小、效率最高。 方法 為了解決起動問題，必須采取其它方法，常用的方法有：①輔助電動機起動法；②變頻起動法；③異步起動法。 變頻起動法 ? 由于恒頻起動時，作用在轉(zhuǎn)子上的平均轉(zhuǎn)矩為零，使電動機無法自行起動。這種方法多用于大型同步電動機的起動。起動時，先不給勵磁繞組勵磁，同步電動機定子繞組接電源，通過起動繞組作用，產(chǎn)生起動轉(zhuǎn)矩，使同步電動機自行起動，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)95%同步轉(zhuǎn)速左右后，給同步電動機的勵磁繞組通入直流，轉(zhuǎn)子自動牽入同步。若勵磁繞組開路，在高轉(zhuǎn)差率情況下，旋轉(zhuǎn)磁場會在勵磁繞組中產(chǎn)生較高的感應(yīng)電勢，易損壞繞組絕緣；若勵磁繞組直接短路，將產(chǎn)生單軸轉(zhuǎn)矩，有可能使電動機起動不到接近同步轉(zhuǎn)速，解決的辦法是：起動過程中在勵磁繞組回路串入 ? 5～ 10倍勵磁繞組電阻的附加電阻，電動機起動到接近同步轉(zhuǎn)速時，再切除附加電阻，同時給勵磁繞組通入直流，牽入同步，完成起動。它的雙邊勵磁結(jié)構(gòu)使它存在電樞反應(yīng)，電樞磁勢對主磁場的大小和分布產(chǎn)生一定影響，隱極結(jié)構(gòu)電動機，電樞