1、第605三相同步電動機要點第605三相同步電動機要點一、同步電機的三種運行方式發(fā)電機狀態(tài) 轉子軸線超前定子軸線，產生的電磁轉矩為制動性質顯然是發(fā)電機。NSNSi6.5.1 同步電動機的基本電磁關系一、同步電機的三種運行方式 轉子軸線超空載狀態(tài)NSNSn1n1 轉子軸線和定子軸線相重合，此時的功角為零，電磁轉矩為0，所以這是一種從發(fā)電機向電動機過度的臨界狀態(tài)?？蛰d狀態(tài)NSNSn1n1 轉子軸線和定電動機狀態(tài)NSNSi 轉子軸線滯后定子軸線，產生的電磁轉矩為驅動性質，顯然是電動機。電動機狀態(tài)NSNSi 轉子軸線滯后定結論：同步電機以 角的正負判斷電機的運行狀態(tài)。 發(fā)電機： 超前與 ， 為正 電動機

2、： 滯后與 ， 為負 d軸 q軸發(fā)電機狀態(tài)電動機狀態(tài)空載狀態(tài)結論：同步電機以 角的正負判斷電機的運行狀態(tài)。 d軸 二、同步電動機的電動勢平衡、相量圖和功角特性電勢平衡方程及相量圖發(fā)電機狀態(tài)電動機狀態(tài)發(fā)電機慣例二、同步電動機的電動勢平衡、相量圖和功角特性電勢平衡方程及相電動機狀態(tài)，發(fā)電機慣例電動機狀態(tài)，電動機慣例發(fā)出功率P2=mUIcos0電動機狀態(tài)，發(fā)電機慣例電動機狀態(tài)，電動機慣例發(fā)出功率P2=m吸收功率P2=mUIcos0凸極同步電動機（電動機慣例）吸收功率P2=mUIcos0凸極同步電動機（電動機慣例）2. 功角特性在同步發(fā)電機中，我們令電流流出的方向為正方向，而在電動機中，理論上，我們仍

3、然可以這樣，但為了大家好理解，我們設電流流入的方向為正方向。這樣，我們可以仿照同步發(fā)電機列出同步電動機的功角特性表達示：2. 功角特性在同步發(fā)電機中，我們令電流流出的方向為正方凸 極 機 的 功 角 特 性 曲 線1800090018000900180009000900附加電磁功率基本電磁功率凸 極 機 的 功 角 特 性 曲 了結構上的簡單，在某些小容量同步電動機的轉子上不安放直流勵磁繞組，因此轉子就不能產生磁場，感應電勢0，此時電動機的電磁功率并不為零，仍有電磁功率（電磁轉矩），因此轉子沒有勵磁的凸極同步電動機也能旋轉。為了結構上的簡單，在某些小容量同步電動機的轉

4、子上不安放直6.5.2 同步電動機無功功率的調節(jié)一、無功功率的調節(jié)同步電動機的有功功率取決于負載。而同步電動機的功率因數(shù)是超前還是滯后，取決于電動機勵磁狀態(tài)。若在調節(jié)無功功率時，假定電動機的有功功率不變（電動機的負載不變），于是：6.5.2 同步電動機無功功率的調節(jié)一、無功功率的調節(jié)同當發(fā)電機輸出一定的有功功率并保持不變D E0的變化必須滿足在CD直線，而相應的I的變化必須在AB線上。E0sin=常數(shù)Icos=常數(shù)ABC當發(fā)電機輸出一定的有功功率并保持不變D E0的變化必須滿足在1）當I與U同相，0，即cos=1.0。此時電動機的無功功率為零，此時的電樞電流為最小值，所對應的勵磁電流我們叫做正

5、常勵磁電流。DABC1）當I與U同相，0，即cos=1.0。此時電動機的無 2）增加勵磁電流，則空載電動勢E0相應增加，電樞電流由I1 ,I2,電動勢變化到E02，此時整個系統(tǒng)出現(xiàn)了無功電流，并且是超前，即此時電動機將吸收超前的無功功率，整個狀態(tài)我們稱之為過勵。DABC 2）增加勵磁電流，則空載電動勢E0相應增加，DABC3）減小勵磁電流，則電動勢亦減?。ㄔ谡畲烹娏鲗那闆r下）此時電流滯后電壓，即吸收一滯后的無功功率，整個狀態(tài)我們稱之為欠勵。對于電動機無功功率的調節(jié)，可以通過對勵磁電流的調節(jié)實現(xiàn)。DABC3）減小勵磁電流，則電動勢亦減?。ㄔ谡畲烹娏鲗那闆r下二、同步電動機的V型曲線

6、將不同勵磁電流及與其對應的電樞電流畫成曲線，此曲線稱V形曲線，曲線的最低點對應的cos=1.0 ，電樞電流最小，此時的勵磁電流為正常勵磁電流，如果增大則進入過勵，吸收容性無功（輸出感性無功）；反之為欠勵，吸收感性無功（輸出容性無功） 。 DABC二、同步電動機的V型曲線將不同勵磁電流及與其對應的電樞電同步電動機的V形曲線正常勵磁滯后欠勵超前過勵不穩(wěn)定區(qū)emPemPemPemPemPemPemPemPemPIfI0If0同步電動機的V形曲線正常勵磁滯后欠勵超前過勵不穩(wěn)定區(qū)emP小結感應電動機必須從電網吸收滯后的激磁電流來建立磁場，所以現(xiàn)代電網的功率因數(shù)經常是滯后性的。同步電動機在過勵時，能夠從電

7、網吸入超前電流?？梢允构╇娤到y(tǒng)的功率因數(shù)提高。同步電動機能夠改善電網的功率因數(shù)，這是同步電動機突出的優(yōu)點。小結感應電動機必須從電網吸收滯后的激磁電流來建立磁場，所6.5.4 同步電動機的起動轉子繞組加入直流勵磁以后，在氣隙中生成靜止的轉子磁場。當在定子繞組中能入三相交流電以后，在氣隙中則產生旋轉磁場。定、轉子磁場之間存在有相對運動，轉子上的平均轉矩為零，所以同步電動機不產生起動轉矩。同步電動機自身無起動轉矩為什么？6.5.4 同步電動機的起動轉子繞組加入直流勵磁以后，在NSNSiemSNNSiemNSNSiemSNNSiem2、異步起動: 采用感應電動機工作原理.在轉子極靴上加裝起動繞組（發(fā)電

8、機稱為阻尼繞組），起動時，勵磁繞組不能開路（以免產生過大的感應電勢，擊穿絕緣），亦不能直接短路（對起動不利），需串入阻值約為10倍的電阻。當異步起動使轉子轉速上升，轉接近同步速，加入直流勵磁，進入同步電機運行狀態(tài)。3變頻起動： 起動時定子電流頻率 較低， 同步轉速 也較低，使平均電磁轉距不為零。同步電機的起動方法1、輔助電動機起動2、異步起動:3變頻起動： 同步電機的起動方法1、異步起動法的起動過程（1）按感應電機方式起動，使轉子轉速接近同步速；（2）加直流勵磁，使轉子拉入同步。 由于磁阻轉矩的影響，凸極式同步電動機很容易拉 入同步。甚至在未加勵磁的情況下， 有時轉子也能拉入同步。因此，為了改

9、善起動性能，同步電動機絕大多數(shù)采用凸極式結構。當同步電動機按感應電機方式起動時，勵磁繞組絕對不能開路 ！注意！異步起動法的起動過程（1）按感應電機方式起動，使轉子轉速接近6.5.4 同步補償機（調相機） 同步補償機，也稱同步調相機，是一臺不帶機械負載的同步電動機，專門用于發(fā)出（吸收）無功功率。一、兩種運行方式1.過勵： 領先于 ，吸收容性無功功率，即發(fā)出感性無功功率。2.欠勵： 落后于 ，吸收感性無功功率。6.5.4 同步補償機（調相機） 同步補償機，也過勵、欠勵時-空矢量圖（按照電動機慣例 ） d軸 q軸過勵狀態(tài)，電動機吸收容性無功欠勵狀態(tài)，電動機吸收感性無功 d軸 q軸過勵、欠勵時-空矢量

10、圖（按照電動機慣例 ） d軸 q軸過勵狀二、用途1受控補償 （1）當負荷較大時，為了改善功率因素，同步補償機應過勵運行.（2）當電網負荷很輕時，高壓長輸電線路將呈現(xiàn)較大的電容作用，使受端電網電壓升高，此時，同步補償機應運行在欠勵狀態(tài)，吸收電網中多余的無功功率。二、用途1受控補償 （1）當負荷較大時，為了改善功率因素2、中間補償 （1）（2）當 時對穩(wěn)定有利，因為 ， 角減小，穩(wěn)定 提高（3）當保持原過載能力時，輸送的功率將增大。（4）中間加補償機相當于線路的 減小，提高了穩(wěn)定性或增加輸出。升壓變壓器變壓器降壓變壓器調相機發(fā)電機2、中間補償 （1）（2）當 時對穩(wěn)定有利，因不帶機械負載，補償機轉軸可以比細.由于沒有穩(wěn)定問題，短路比Kc 可較小，Xd大，使得氣隙較小，勵磁也較小，轉子用銅量少.額