1、同步電機(jī)啟動困難的原因：當(dāng)同步電機(jī)在頻率恒定的電源下啟動時，定子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁動勢F以同步轉(zhuǎn)速n60fN旋轉(zhuǎn)。由于機(jī)械慣性的作用，電動機(jī)轉(zhuǎn)速具有較大的滯后，不能快速nP的跟隨同步轉(zhuǎn)速；由電機(jī)的轉(zhuǎn)矩角特性可以知道：轉(zhuǎn)矩角是以2 n為周期按正弦規(guī)律變化的。當(dāng)轉(zhuǎn)矩角Ov*n時，電磁轉(zhuǎn)矩大于零；當(dāng)轉(zhuǎn)矩角 n2n時電磁轉(zhuǎn) 矩小于零，在一個周期內(nèi)，電磁轉(zhuǎn)矩的平均值等于零。所以在啟動時，電磁轉(zhuǎn)矩 對轉(zhuǎn)子的作用是一種高頻的振動，不能使轉(zhuǎn)子加速啟動以達(dá)到同步轉(zhuǎn)速， 造成同 步電機(jī)的啟動困難。同步電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行要求：由隱極同步電機(jī)的轉(zhuǎn)矩角特性圖可以知道， 當(dāng)同步電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行于 耳時，此時0刊巴電磁轉(zhuǎn)矩和負(fù)載轉(zhuǎn)矩平衡，當(dāng)

2、負(fù)載加大時，轉(zhuǎn)子速度減慢，轉(zhuǎn)子的感2應(yīng)電動勢滯后，導(dǎo)致二角的增大，此時電磁轉(zhuǎn)矩也會增大，電磁轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩在 ，2處達(dá)到了新的平衡，同步電機(jī)仍以同步轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運(yùn)行。圖2在釘*n隱極同步電機(jī)的轉(zhuǎn)矩角特性當(dāng)同步電機(jī)運(yùn)行于 玉時，二3冗，電磁轉(zhuǎn)矩和負(fù)載轉(zhuǎn)矩相等，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)2矩加大時，轉(zhuǎn)子速度減慢，轉(zhuǎn)子的感應(yīng)電動勢滯后，導(dǎo)致二角的增大，此時電磁轉(zhuǎn)矩會減小，電磁轉(zhuǎn)矩減小，導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩角的進(jìn)一步增大，則電磁轉(zhuǎn)矩持續(xù)減小， 最終電機(jī)的轉(zhuǎn)速會偏離同步轉(zhuǎn)速，就會導(dǎo)致失步。總之，在，n vr <n范圍內(nèi)，2同步電機(jī)不能穩(wěn)定的運(yùn)行，會產(chǎn)生失步現(xiàn)象。失步現(xiàn)象：同步電動機(jī)運(yùn)行時，定子磁場拖動轉(zhuǎn)子磁場旋轉(zhuǎn)。兩個磁場之間存在

3、著一個 固定的力矩，這個力矩的存在是有條件的，必須兩者的轉(zhuǎn)速要相等，即同步才行， 所以這個力矩也稱為同步力矩。一旦兩者的速度不相等，則同步力矩就不存 在了，電機(jī)就會慢慢停下來。這種轉(zhuǎn)子速度與定子磁場不同步，而造成同步力矩 消失，轉(zhuǎn)子慢慢停下來的現(xiàn)象，稱為“失步現(xiàn)象”。為什么失步時，電動機(jī)就沒有旋轉(zhuǎn)力矩呢？因為當(dāng)轉(zhuǎn)子與定子磁場不同步的 話，兩者的相對位置就會起變化，即轉(zhuǎn)矩角就會變化。當(dāng)轉(zhuǎn)子落后定子磁場角 度在轉(zhuǎn)矩角 0180。度時定子磁場對轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的是驅(qū)動力；當(dāng)轉(zhuǎn)矩角180°360°時，定子磁場對轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的是阻力，所以平均力矩為零。 引起同步電機(jī)失步的原因：欠勵失步、過勵失步

4、、斷電失步。 欠勵失步欠勵失步主要是因為轉(zhuǎn)子的勵磁回路發(fā)生斷路或者是接觸不良、勵磁繞組發(fā)生匝間短路、勵磁系統(tǒng)發(fā)生故障等，導(dǎo)致同步電機(jī)的勵磁繞組欠勵磁或者是失去 勵磁，就會導(dǎo)致轉(zhuǎn)子磁場滯后旋轉(zhuǎn)磁場很大角度導(dǎo)致同步電機(jī)不能穩(wěn)定運(yùn)行，發(fā)生失步。 過勵失步過勵失步主要是由于相鄰出線端頭短路故障、附近大型機(jī)組或機(jī)組群起動 或自起動引起母線電壓較長時間較大幅度的降低、電動機(jī)所帶負(fù)載的大幅度突增以及起動過程中勵磁系統(tǒng)過早投勵等原因所引起。電機(jī)在過勵失步時，勵磁系統(tǒng) 雖仍有直流勵磁，但勵磁電流及定子電流都很大并且產(chǎn)生強(qiáng)烈脈振，轉(zhuǎn)子磁場超前旋轉(zhuǎn)磁場很大角度，有時甚至產(chǎn)生電磁共振和機(jī)械共振。 斷電失步斷電失步主要

5、是由于外部供電系統(tǒng)跳閘及人工切換電源時， 使交流電機(jī)供電 電源輸送渠道短暫中斷而導(dǎo)致。在電源中斷又重新恢復(fù)期間，同步電動機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn) 速不斷降低，電源重新恢復(fù)時，轉(zhuǎn)子磁場的轉(zhuǎn)速低于定子磁場的同步轉(zhuǎn)速。導(dǎo)致 失步。怎么解決同步電機(jī)的失步問題：同步電機(jī)的失磁是導(dǎo)致失步很重要的原因， 為了防止失磁，可以在勵磁機(jī)電 源回路串聯(lián)EPS專門供電，防止外部大功率設(shè)備啟動引起電網(wǎng)電壓大幅波動同步電動機(jī)失步保護(hù)的功能是保護(hù)電動機(jī)的帶勵失步及失勵失步， 要求電動 機(jī)失步后保護(hù)裝置動作，作用于發(fā)信號、降低電動機(jī)負(fù)載及滅磁以求恢復(fù)同步， 或者作用于跳開電動機(jī)的斷路器。 當(dāng)前常見的電動機(jī)失步保護(hù)主要根據(jù)電動機(jī)失 步時在其勵

6、磁繞組中出現(xiàn)交流感應(yīng)電流分量， 并加轉(zhuǎn)子低電流閉鎖或加延時構(gòu)成 的失步保護(hù)。怎么解決同步電機(jī)的啟動困難： 同步電機(jī)的異步啟動原理同步電機(jī)轉(zhuǎn)子磁極表面上一般要安裝阻尼繞組， 作用相當(dāng)于鼠籠型電機(jī)的導(dǎo) 條，在起動過程中會產(chǎn)生異步轉(zhuǎn)矩所不同的是同步電機(jī)還要考慮勵磁控制問題， 在異步起動時， 勵磁回路中不能接入勵磁電流， 但勵磁繞組也不能開路， 通常是 將其勵磁繞組經(jīng)由一個電阻短接。 隨著頻率的升高當(dāng)電機(jī)在異步轉(zhuǎn)矩作用下加速 到一定轉(zhuǎn)速后， 用開關(guān)將同步電機(jī)由起動裝置切換到電網(wǎng)， 同步電機(jī)需加速到亞 同步轉(zhuǎn)速以上時， 再對勵磁繞組通以直流電流， 產(chǎn)生同步轉(zhuǎn)矩， 將電機(jī)牽入同步 運(yùn)行，起動過程結(jié)束。缺點(diǎn)：在大容量的同步電動機(jī)全壓異步啟動過程中會產(chǎn)生極大的沖擊電流， 可能導(dǎo)致對電機(jī)本身嚴(yán)重?fù)p害及電網(wǎng)電壓的嚴(yán)重下降。 一般采用減壓啟動。另外， 考慮到同步電機(jī)運(yùn)行中的各種工況， 在啟動過程中可能會由于勵磁系統(tǒng)配合不當(dāng) 產(chǎn)生“機(jī)組爬行，機(jī)組振蕩” ，對機(jī)組造成嚴(yán)重的電氣傷害等風(fēng)險，通常采取軟 啟動方式來避免過大的電流對電機(jī)及電網(wǎng)的巨大沖擊。 同步電機(jī)的同步啟動原理一般采用變頻啟動， 這種方法通過改變定子旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速， 利用同步轉(zhuǎn)矩來 起動。在開始起動時，轉(zhuǎn)子通入