三相交流同步电动机

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1、第六章三相交流同步电动机§6-0概述§6-1同步电动机的工作原理§6-2同步电动机的功率平衡、功角和矩角特性§6-3同步电动机的励磁调节及V形曲线§6-4同步电动机的起动§6-5介绍几种特殊的同步电动机9/6/20211§6-0概述同步电机其转速不随负载转矩的变化而变化，且与电源频率f成严格的比例关系。同步电机的三种运行状态：发电机：气轮发电机及水轮发电机等。电动机：由电网输入电功率，轴端输出机械功率。调相机：专门发出或吸收无功功率，调节电网功率因数同步电动机的类型很多，工作原理各有特点，但基本原理相同。同步电动机的结构：由定子和转子组成9/6/2

2、0212（1）定子和三相交流异步电动机定子完全一样。电动机的定子又称为电枢。有定子铁心、三相对称绕组、机座、端盖、电刷架等。其作用是产生磁场。（2）转子转子与异步电动机转子不同。转子也需要励磁，且磁极对数与定子磁极对数相同。转子磁极的励磁方式有电磁式和永磁式。转子结构分为凸极式转子和隐极式转子。除了转子磁极外，转子还包括转轴、滑环等。转子的励磁绕组两个出线端接到两个滑环上，通过滑环上的两个静止的电刷向外引出。电磁式同步电动机的励磁方式直流发电机励磁整流器励磁9/6/202139/6/20214§6-1同步电动机的工作原理定子同步电动机工作原理×·×

3、··×转子NSSNn1n19/6/20215§6-1同步电动机的工作原理定子同步电动机工作原理×·×··×转子SNNS9/6/20216§6-1同步电动机的工作原理定子同步电动机工作原理×·×··×转子SNNS9/6/20217§6-1同步电动机的工作原理定子同步电动机工作原理×·×··×转子SNNS9/6/20218§6-1同步电动机的工作原理定子同步电动机工作原理×·×··×转子SNNS9/6/20219§6-1同步电动机的工作原理定子同步电动机工作原理×·×··×转子SNNS9/6/202110§6-1同步电动机的工作原理定子同步电动机工作原

4、理×·×··×转子SNNS9/6/202111§6-1同步电动机的工作原理定子同步电动机工作原理×·×··×转子SNNS9/6/202112§6-1同步电动机的工作原理定子同步电动机工作原理×·×··×转子SNNS9/6/202113§6-1同步电动机的工作原理定子同步电动机工作原理×·×··×转子SNNS9/6/202114§6-1同步电动机的工作原理定子同步电动机工作原理×·×··×转子SNNS同步电动机是一种定子边用交流电流励磁以建立旋转磁场，转子边用直流电流励磁所构成旋转磁极的双边励磁的交流电动机。9/6/202115同步电动机分为隐极式和

5、凸极式。6-1-1隐极式同步电动机的分析一、隐极式同步电动机的电磁关系Fa——电枢磁势；Ea——电枢（反应）电势；Fj——励磁磁势或空载磁势；Eo——励磁电势或空载电势；Es——漏感电势。9/6/202116同步电动机空载时，电枢电流很小，可以认为没有电枢磁势，气隙中仅有励磁磁势。所以励磁磁势又称为空载磁势。励磁磁场和电枢磁场之间无相对运动，且与转子也无相对运动，所以转子内无感应电势。Ea、E0、Es皆为定子中的感应电势。一、隐极式同步电动机的电势平衡方程式和向量图一相绕组平衡方程式9/6/202117隐极式同步电动机一相等值电路图和向量图9/6/

6、2021186-1-2凸极式同步电动机的电势平衡方程式和向量图隐极式同步电动机的电枢反应和电枢磁势同步电动机带负载运行时，定子电流增大，三相绕组产生的电枢磁场会对励磁磁场产生影响，称为电枢反应。由于气隙磁阻均匀，且线性，所以电枢磁势和磁密在空间分布一致，都呈正弦分布，所以电枢反应电势可用电枢反应电抗Xa的压降来反应。凸极式同步电动机的电枢反应和电枢磁势（1）同步电动机的凸极效应使得电枢反应磁场的磁感应强度分布发生畸变。而且随着转子相对电枢磁势的位置不同，电枢磁场的分布也不同。9/6/2021199/6/2021209/6/2021219/6/202

7、1229/6/202123（2）电枢磁势可分解为一个直轴磁势和一个交轴磁势将电枢电流分解为一个直轴分量和一个交轴分量而且9/6/202124直轴、交轴电枢反应磁势分别产生直轴电枢反应磁通和交轴电枢反应磁通，从而在电枢绕组中分别产生直轴电枢反应电势和交轴电枢反应电势。若铁心不饱和，则有其中Xad——为直轴电枢反应电抗，它与直轴磁路的磁阻成反比；Xaq——为交轴电枢反应电抗，它与交轴磁路的磁阻成反比。因为交轴处气隙大，磁阻大；而直轴处气隙小，磁阻小，所以有Xad>Xaq。9/6/202125凸极式同步电动机电势平衡方程式和向量图考虑到直轴磁势和交轴磁势

8、分别产生漏磁通，因此隐极式同步电动机的气隙均匀，可以由凸极式同步电动机电压平衡方程式推导出隐极式电动机电压平衡方程式，所以