12电机拖动第十二章(同步电动机)

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1、12电机拖动第十二章(同步电动机)电机与拖动第十二章同步电动机电机与拖动同步电动机同步电机的基本结构和工作原理同步电动机内部的电磁关系同步电动机的功率和转矩关系同步电动机的特性同步电动机的起动同步调相机电机与拖动同步电动机本章要求：本章要求：??????掌握同步电机的基本结构和工作原理。掌握同步电机的基本结构和工作原理。掌握同步电动机的分析方法及分析结果。掌握同步电动机的分析方法及分析结果。掌握功角的概念及意义，矩角特性及其应用。掌握功角的概念及意义，矩角特性及其应用。熟练掌握同步电动机的U型曲线及其意义型曲线及其意义。熟练掌握同步电动机的型

2、曲线及其意义。掌握工作特性中的cosφ（）掌握工作特性中的φ=f（P2）曲线形状及其意义。其意义。了解同步电动机的起动方法；了解同步电动机的起动方法；一般掌握同步调相机。电机与拖动第一节同步电动机的基本结构和工作原理一、同步电动机的基本结构1.定子：主要由铁心和电枢绕组构成定子：定子铁心是由硅钢片叠成，硅钢片叠成，它构成电机磁路的一部分。一部分。电枢绕组是三相对称绕组，由相对称绕组，高强度漆包线绕成，它构成电机的电路。的电路。电机与拖动电机与拖动电机与拖动定子三相绕组接线方式UV’WU’W’VW’U’V’W’U’V’UVWUUVWW’U定子W

3、’U’V’WW’U’V’VWU’V’VUVWY接法接法接线盒注意：首尾端不能接反！注意：首尾端不能接反！电机与拖动2.转子：由铁心、直流励磁绕组、滑环和电刷等构成。转子：由铁心、直流励磁绕组、滑环和电刷等构成。按结构型式分成凸极式转子和隐极式转子凸极式转子电机与拖动电机与拖动隐极式转子电机与拖动隐极式转子电机与拖动隐极式转子电机与拖动转子结构特点d轴d轴q轴q轴凸极转子特点：特点：气隙不均匀隐极转子特点：特点：气隙均匀电机与拖动二、同步电动机的工作原理定子三相对称绕组，定子三相对称绕组，加三相对称电压，三相对称电压，流入三相对称电流，产生旋转

4、磁场N、称电流，产生旋转磁场1、S1。旋转磁场的转速为60f1n1=p转子励磁绕组，加直流电压，产生恒定磁场、转子励磁绕组，加直流电压，产生恒定磁场N2、S2。定子磁场N、与转子磁场N、定子磁场1、S1与转子磁场2、S2之间产生磁拉同步旋转。从而产生电磁力矩拖动转子与定子磁场同步旋转力，从而产生电磁力矩拖动转子与定子磁场同步旋转。原理动画电机与拖动三、同步电动机的额定数据是指轴上输出的有功功率，⑴额定容量PN是指轴上输出的有功功率，单位为KW。输出的有功功率指加在定子绕组上的线电压线电压，⑵额定电压UN指加在定子绕组上的线电压，单位为V或KV

5、。电动机额定运行时，⑶额定电流IN电动机额定运行时，流过定子绕组的线电流，线电流，单位为A。⑷额定功率因数cos?N电动机额定运行的功率因数。电动机额定运行的功率因数。r/min。⑸额定转速nN电动机额定运行时转子转速单位为电动机额定运行效率。⑹额定效率ηN电动机额定运行效率。)此外，此外，同步电动机铭牌上还给上额定频率fN(Hz；额定励磁电压UfN(V)额定励磁电流IfN(A)等数据。；等数据。同步机录像电机与拖动第二节同步电动机内部的电磁关系一、隐极同步电动机电磁分析和相量图1、电磁分析、同步电动机带负载运行，同步电动机带负载运行，定转子

6、电流产生两个旋转磁场，它们相对静止，磁场，它们相对静止，只在定子中感应电势。在定子中感应电势。电机与拖动定子电磁关系(磁路不饱和时）定子电磁关系磁路不饱和时）F磁路不饱和时E0F0φ0转子I转子f定子IaFaF0nφaφσEaEσFa由于定、由于定、转子磁场在空间相对静止，空间相对静止，故F=F0+Fa电机与拖动2、基本方程、气隙磁场在定子中的感应电势&&&Eδ=E0+EaIar1E0EaEσE0∝φ0∝F0磁路不饱和时U1Ea∝φa∝FaEa=?jIaxa故而漏感电势&&Eσ=?jIaxσ定子一相绕组电阻为r定子一相绕组电阻为1电机与拖动在

7、给定的参考方向下，定子给定的参考方向下，一相绕组的电压平衡方程式为Iar1E0EaEσU1U1=?E0?Ea?Eσ+Iar1=?Eδ+jIaxσ+Iar1=?E0+jIaxa+jIaxσ+Iar1式中x称为电枢反应电抗，对应旋转磁势磁路.式中a称为电枢反应电抗，对应旋转磁势磁路xσ定子漏电抗，与定子漏磁通的磁路对应。定子漏电抗，与定子漏磁通的磁路对应。xa>>xσ电机与拖动一般同步电动机容量都较大，电阻很小，忽略之，一般同步电动机容量都较大，电阻r1很小，忽略之，得U1=?E0+jIaxa+jIaxσ=?E0+jIaxc称为隐极同步电机的同步

8、电抗。式中xc称为隐极同步电机的同步电抗。3、等效电路和相量图、定子一相等效电路为+I&a&U1r1jxc与等效电路对应的相量图(忽略1）为：忽略r忽略&jIaxc