第六章 同步电机-3课件.pptVIP

第九节 同步电动机与同步补偿机 一、同步电动机的电压方程和相量图 沿用发电机惯例时隐极同步电动机的相量图 1、沿用发电机惯例，以输出电枢电流为正方向 2、用电动机惯例，以输入电枢电流为正方向 1）隐极电机： 发电机惯例 电动机惯例 电动机惯例隐极同步电动机相量图和等效电路 ～ 当 超前 时， 取正值，当 滞后 时， 取负值， 当 超前 时， 取正值，当 滞后 时， 取负值， 2）凸极同步电动机 电枢反应 超前 为去磁， 滞后 为增磁 采用电动机惯例后 电动机惯例凸极同步电动机的相量图 二、同步电动机的功角特性、功率方程和转矩方程 输出转矩 空载转矩 电磁转矩 转矩方程： 从电网输入电功率： 采用电动机惯例，把 滞后 的功率角规定为正值， 表示。 三、同步电动机的工作特性 3）效率特性 2）电枢电流特性 1）转矩特性 1、工作特性 同步电动机工作特性 电枢电流与输出功率近似成正比。 4）功率因数特性 不同励磁时的功率因数特性 超前 滞后 曲线1励磁电流较小,空载时功率因数等于1的 情况；随着负载的增加，功率因数将从1逐步 下降而变为滞后。 曲线2励磁电流稍大，使半载时功率因数等于1的情况；此时轻载时功率因数将变为超前，超过半载时功率因数滞后； 曲线3励磁电流更大，使满载时功率因数等于 1的情况。 改变励磁电流，可使电动机在任一特定负载下的 功率因数达到1，甚至变成超前。 2、有功功率、端电压不变电枢电流与励磁电流关系 电枢电阻和磁饱和忽略不计，调励磁前后输出功率不变,则有： 若 时励磁为正常励磁，则增大励磁，电枢电流增大且超前，电机输入超前的无功功率，发出滞后的无功功率。减小励磁，电枢电流增大且滞后，电机输入滞后的无功功率。 恒功率、变励磁时隐极同步电动机的相量图 调节励磁电流可调节电动机的无功电流和功率因数。 同步电动机的V形曲线 正常激励 欠励 过励 滞后 超前 稳定极限 V形曲线最低点为正常励磁、 的工作点；其右侧为过励状态，功率因数超前；左侧为欠励状态，功率因数滞后。 三种励磁电流情况下，只有正常励磁时，定子电流为最小，过励或欠励时，定子电流都会增大。 当电机带有不同的负载时，对应一组V型曲线，输出功率越大，在相同的励磁电流条件下，定子电流增大，所得V型曲线往右上方移。 对每条V型曲线，定子电流有一最小值，这时定子仅从电网吸收有功功率，功率因数 它微微向右倾斜，说明输出为纯有功时，输出功率增大的同时，必须相应的增加一些励磁电流。 3、V形曲线：不同有功功率时电枢电流和励磁电流的关系曲线。 四、同步电动机的起动 分析：若直接将静止不动的同步电动机转子进行励磁，而在定子三相电枢绕组通入三相交流电，在气隙中将有励磁磁场（恒定不变）和电枢磁场（旋转）同时存在，当电枢磁场超前励磁磁场时，将拖动励磁磁场转动，由于转子存在着惯性，而电枢磁场转速又很快，θ在180°内电枢磁场不能及时将转子拉入同步，而θ超过180°后，电枢磁场与励磁磁场的相互作用力变成斥力，于是在一个周期内，电磁转矩的平均值为零。因此，同步电动机不能直接起动。 同步电动机在转子上装有类似异步电动机笼型绕组的起动绕组。先将同步机异步起动,待转速到接近同步速时投入励磁,电机牵入同步。 3、异步起动 选用和同步电机极数相同的异步电机（5％～15％P2N）来拖动同步电动机，当转速接近同步转速时用自整步法牵入同步。 2、辅助电动机起动 1、变频起动 用变频器从零频率开始变频起动,当电动机转速达到同步频率转速时,将电动机投入工频网。 异步起动的过程： 3）将励磁绕组与直流励磁电源接通，旋转磁场将转子牵入同步。 1）用电阻短接转子上励磁绕组。 2）定子绕组接通电源，异步起动转速至 。 异步起动法 电机的结构有所变化： 电机的主极极靴上设有起动绕组 相当于感应电机的鼠笼绕组 异步起动方法： 起动时，先把励磁绕组通过电阻短接，然后把定子绕组接到三相交流电网 依靠定子旋转磁场和转子绕组中感应电流所产生的异步电磁转矩，电机便能转起来，待转速上升到接近于同步转速时，再将励磁电流接入励磁绕组，使转子建立主极磁场。 此时依靠定、转子磁场相互作用所产生的同步电磁转矩，再加上由于凸极效应所引起的磁阻转矩，便可将转子牵入同步 起动方法1: 异步起动法 磁阻转矩是因为交直轴磁阻不同,磁力线总是趋向磁阻更小的回路闭合造成