《相同步电动机》PPT课件

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1、6.5三相同步电动机和调相机同步电动机：转速不随负载的变化而改变2021/8/14武汉大学电气工程学院刘启胜一、同步电机的三种运行方式发电机状态转子轴线超前定子轴线，产生的电磁转矩为制动性质显然是发电机。NSNSθi6.5.1同步电动机的基本电磁关系2021/8/14武汉大学电气工程学院刘启胜空载状态NSNSn1n1转子轴线和定子轴线相重合，此时的功角为零，电磁转矩为0，所以这是一种从发电机向电动机过度的临界状态。2021/8/14武汉大学电气工程学院刘启胜电动机状态NSNSθi转子轴线滞后定子轴线，产生的电

2、磁转矩为驱动性质，显然是电动机。2021/8/14武汉大学电气工程学院刘启胜结论：同步电机以角的正负判断电机的运行状态。发电机：超前与，为正电动机：滞后与，为负d轴q轴φψθφψθ发电机状态电动机状态空载状态2021/8/14武汉大学电气工程学院刘启胜二、同步电动机的电动势平衡、相量图和功角特性电势平衡方程及相量图发电机状态φψθ电动机状态φψθ发电机惯例2021/8/14武汉大学电气工程学院刘启胜电动机状态，发电机惯例电动机状态，电动机惯例发出功率P2=mUIcosφ<0吸收功率P2=mUIcosφ>020

3、21/8/14武汉大学电气工程学院刘启胜吸收功率P2=mUIcosφ>0凸极同步电动机（电动机惯例）2021/8/14武汉大学电气工程学院刘启胜2.功角特性在同步发电机中，我们令电流流出的方向为正方向，而在电动机中，理论上，我们仍然可以这样，但为了大家好理解，我们设电流流入的方向为正方向。这样，我们可以仿照同步发电机列出同步电动机的功角特性表达示：2021/8/14武汉大学电气工程学院刘启胜凸极机的功角特性曲线1800090018000900180009000900附加电磁功率基本电磁功率2021/8/14武

4、汉大学电气工程学院刘启胜为了结构上的简单，在某些小容量同步电动机的转子上不安放直流励磁绕组，因此转子就不能产生磁场，感应电势Ｅ0＝０，此时电动机的电磁功率并不为零，仍有电磁功率（电磁转矩），因此转子没有励磁的凸极同步电动机也能旋转。2021/8/14武汉大学电气工程学院刘启胜6.5.2同步电动机无功功率的调节一、无功功率的调节同步电动机的有功功率取决于负载。而同步电动机的功率因数是超前还是滞后，取决于电动机励磁状态。若在调节无功功率时，假定电动机的有功功率不变（电动机的负载不变），于是：2021/8/14武汉

5、大学电气工程学院刘启胜当发电机输出一定的有功功率并保持不变DE0的变化必须满足在CD直线，而相应的I的变化必须在AB线上。E0sinθ=常数Icosφ=常数ABC2021/8/14武汉大学电气工程学院刘启胜1）当I与U同相，φ＝0，即cosφ=1.0。此时电动机的无功功率为零，此时的电枢电流为最小值，所对应的励磁电流我们叫做正常励磁电流。DABC2021/8/14武汉大学电气工程学院刘启胜2）增加励磁电流，则空载电动势E0相应增加，电枢电流由I1,I2,电动势变化到E02，此时整个系统出现了无功电流，并且是超

6、前，即此时电动机将吸收超前的无功功率，整个状态我们称之为过励。DABC2021/8/14武汉大学电气工程学院刘启胜3）减小励磁电流，则电动势亦减小（在正常励磁电流对应的情况下）此时电流滞后电压，即吸收一滞后的无功功率，整个状态我们称之为欠励。对于电动机无功功率的调节，可以通过对励磁电流的调节实现。DABC2021/8/14武汉大学电气工程学院刘启胜二、同步电动机的V型曲线将不同励磁电流及与其对应的电枢电流画成曲线，此曲线称V形曲线，曲线的最低点对应的cosφ=1.0，电枢电流最小，此时的励磁电流为正常励磁电流

7、，如果增大则进入过励，吸收容性无功（输出感性无功）；反之为欠励，吸收感性无功（输出容性无功）。DABC2021/8/14武汉大学电气工程学院刘启胜同步电动机的V形曲线正常励磁滞后欠励超前过励不稳定区'emP"emP"'emP'emP"emP"'emP'emP"emP"'emPIfI0If02021/8/14武汉大学电气工程学院刘启胜小结感应电动机必须从电网吸收滞后的激磁电流来建立磁场，所以现代电网的功率因数经常是滞后性的。同步电动机在过励时，能够从电网吸入超前电流。可以使供电系统的功率因数提高。同步电动机能够

8、改善电网的功率因数，这是同步电动机突出的优点。2021/8/14武汉大学电气工程学院刘启胜6.5.4同步电动机的起动转子绕组加入直流励磁以后，在气隙中生成静止的转子磁场。当在定子绕组中能入三相交流电以后，在气隙中则产生旋转磁场。定、转子磁场之间存在有相对运动，转子上的平均转矩为零，所以同步电动机不产生起动转矩。同步电动机自身无起动转矩为什么？2021/8/14武汉大学电气工程学院刘启胜NSNSθiＴ