同步电动机工作原理.pdf

《同步电动机工作原理.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、同步电动机工作原理前言：①同步电机是一种交流电机，主要作发电机使用；也可作电动机和调相机（专门用于电网的无功补偿）使用；②同步电机定义：同步电机转速n与定子电流频率f和极对数p保持严格不60f变的关系，即n；p③主要内容：电枢反应；有功和无功调节；并联运行；不对称和突然短路6.1同步发电机的基本结构和运行状态1.旋转磁极式定子-放置三相交流绕组转子-放置励磁绕组(主磁极)凸极式隐极式2旋转电枢式定子-放置励磁绕组(主磁极)转子-放置三相交流绕组(需三个滑环引出或引入三相电流)一、同步电机基本结构(一)隐极同步电机(以汽论发电机为例)特点:转速高为保证频率f=50

2、Hz,则发电机的极对数P少(一般为二极,2P=2)离心力大,需细长转子(隐极式)0.5mm硅钢片叠压而成定子铁心大型电机由扇型片拼成圆形1.定子矩形开口槽,径向,轴向通风道定子绕组-三相双层绕组,扁铜线绕制而成,采用成型线圈外壳-用钢板焊接而成2.转子(1)由合金钢锻成,与转轴制成一个整体,外园开槽,大齿和小齿(2)励磁绕组为同心式绕组(3)采用高强度铝合金槽楔,端部采用保护环固定3.滑环(集电环)与电刷装置.(二)凸极同步电机特点:转速低为保证f=50Hz,则需发电机的极对数P增大为保证放置P对磁极,则需转子的直径大.1.定子:定子铁心-硅钢片叠成,直径可达20

3、多米,矩形开口槽.定子绕组-双层绕组2.转子:凸极式铁心由厚钢板叠成励磁绕组由扁铜线绕制而成阻尼绕组(起动绕组)-由铜条和端环构成,用于同步电动机异步起动.二、同步电机的运行状态1.稳态运行情况下,定转子磁场相对静止2.功率角δ-定子合成磁场轴线与主极磁场(转子磁场)轴线之间夹角.(用电角度表示)3.三种运行状态(1)发电机运行①物理过程:直流电流→电刷→滑环→励磁绕组→磁场原动机拖动转子pn绕组感应三相交流电动势(频率为f),接入负载后,60三相对称电流,定子旋转磁场以n1旋转.②特点:<1>功率角δ>0(即主极磁场超前定子合成磁场)<2>转子受到制动性质的电

4、磁转矩Te<3>f∝n,为保证f=50Hz恒定,需保证n恒定,应输入转矩T1与11Te平衡.(2)补偿机运行状态(或空载运行状态)当δ=0时→Te=0①物理过程:转子同发电机运行状态,-主极磁场以n旋转1定子接入三相对称电源-定子合成磁场以n旋转1②特点:<1>δ=0.(主磁场与定子合成磁场重合)<2>电机内没有有功功率转换(3)电动机运行当δ<0时→Te→(即主机磁场滞后定子合成磁场①物理过程:定子接三相电源-定子合成磁场以n旋转1转子接直流电源-恒定磁场,去掉原动机.②特点:<1>δ<0<2>外施T2↑→δ↑→Te↑(与T2+T0平衡)保证n=n=常数1<3>

5、转子转速n=n=60f/p,即当f一定,p一定时,n恒定.1三.同步电机的励磁方式四.额定值1.额定容量SN(或额定功率PN)-指输出功率发电机用视在功率(KVA)或有功功率电动机用有功功率(KW)表示补偿机用无功功率(Kvar)表示2.额定电压UN—定子线电压(V)3.额定电流IN—定子线电流(A)4.其他:cos,ηN,fN,nN,θN,UfN,IfN等N三相同步电动机P3UIcosNNNNN6.1同步电动机的工作原理一、三相异步电动机的同步运行n=n1时，异步电动机I2=0.此时转子绕组通直流电时，转子就会建立相对于转子本身精致的磁场（恒定）。由于定

6、转子磁场转速相同，因此相对静止。根据同性相斥、异性相吸的原则，就可以是一台异步电动机实现同步运行。：二、三相同步电动机的工作原理：三、同步电动机的电磁功率的公式：....1．电压方程：隐极机：UE0RaIMjIMxt.....凸极机：UE0RaIMjIdMxdjIqMxqEUU2112．电磁功率：凸极机：Pm0sinmsin2emMMx2xxdqdEU0隐极机：PmsinemMxt3.电磁转矩方程：PPP1cu1em4.功率平衡：PPPPPPemFemecadf2四、同步电动机的V形曲线和功率因数调整mUE

7、0Pemsin常数;E0sin常数xtIMcosM常数1.三种激磁状态：①正常激磁状态：I与U同相，0,cos1，吸有功P，Q=0；②过激运行状态：I超前U，吸有功P，吸容性Q（发感性Q）；③欠激运行状态：I滞后U，吸有功P，吸感性Q（发容性Q）；2.V形曲线：**结论：同步电动机最可贵的优点，调If可改变它的无功输出。五、同步电动机的起动异步起动法其他起动方法五、同步补偿机1.目的：补偿无功功率的不足；2.同步补偿机运行实质：运行于同步电动机（空载）状态；3.同步补偿机定义：是一种专门设计的无功功率发电机，更确切地说是一种不带机

8、械负载（即