同步電動(dòng)機(jī)與補(bǔ)償

同步電動(dòng)機(jī)

與同步補(bǔ)償機(jī)電氣工程學(xué)院韓力電機(jī)學(xué)6.9重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院，電機(jī)學(xué)課程教案，?2005by韓力，，2概述同步電動(dòng)機(jī)的工作原理同步補(bǔ)償機(jī)簡介本節(jié)內(nèi)容重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院，電機(jī)學(xué)課程教案，?2005by韓力，，3同步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)一般采用凸極結(jié)構(gòu)；磁極表面安裝有起動(dòng)繞組（阻力繞組）。同步電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)可以改善功率因數(shù)；低速時(shí)，同步電動(dòng)機(jī)的體積與重量比同容量、同轉(zhuǎn)速的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)要??；氣隙大，Xd小，過載能力高，靜態(tài)穩(wěn)定性好。同步電動(dòng)機(jī)的缺點(diǎn)起動(dòng)不方便；只適合恒速負(fù)載；結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高。同步電動(dòng)機(jī)概述重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院，電機(jī)學(xué)課程教案，?2005by韓力，，4電壓方程、相量圖功角特性功率方程、轉(zhuǎn)矩方程功率因數(shù)特性V形曲線起動(dòng)方法同步電動(dòng)機(jī)工作原理重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院，電機(jī)學(xué)課程教案，?2005by韓力，，5同步電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的變化SN定子旋轉(zhuǎn)磁場N0S0主磁極TeδnsT1SN定子旋轉(zhuǎn)磁場Te=0N0S0主磁極nsT1SN定子旋轉(zhuǎn)磁場N0S0主磁極T2δnsTe重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院，電機(jī)學(xué)課程教案，?2005by韓力，，6同步電機(jī)電壓方程與相量圖發(fā)電機(jī)慣例：電動(dòng)機(jī)慣例：同步電動(dòng)機(jī)電壓方程～重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院，電機(jī)學(xué)課程教案，?2005by韓力，，7同步電機(jī)電壓方程與相量圖發(fā)電機(jī)慣例：電動(dòng)機(jī)慣例：重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院，電機(jī)學(xué)課程教案，?2005by韓力，，8同步電動(dòng)機(jī)的功角特性發(fā)電機(jī)慣例：電動(dòng)機(jī)慣例：重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院，電機(jī)學(xué)課程教案，?2005by韓力，，9同步電動(dòng)機(jī)的

功率方程和轉(zhuǎn)矩方程功率方程：轉(zhuǎn)矩方程：其中：重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院，電機(jī)學(xué)課程教案，?2005by韓力，，10隱極同步電機(jī)的標(biāo)幺值系統(tǒng)發(fā)電機(jī)：電動(dòng)機(jī)：重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院，電機(jī)學(xué)課程教案，?2005by韓力，，11同步電動(dòng)機(jī)的工作特性O(shè)前提：U＝UN，If＝IfN工作特性：Te＝f(P2)IM＝f(P2)η＝f(P2)cosφ＝f(P2)ηTeT0IMI0重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院，電機(jī)學(xué)課程教案，?2005by韓力，，12同步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)特性IfI’fI”fIf<I’f<I”f1.01.0O超前滯后結(jié)論：在同一激磁電流下，隨著負(fù)載的增加，功率因數(shù)從超前變到滯后；在同一負(fù)載下，調(diào)節(jié)激磁電流，可以改善功率因數(shù)。重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院，電機(jī)學(xué)課程教案，?2005by韓力，，13同步電動(dòng)機(jī)無功功率的調(diào)節(jié)正常勵(lì)磁：φM=0，cosφM=1，Q=0過勵(lì)磁：φM<0，cosφM超前，Q<0(容性)欠勵(lì)磁：φM>0，cosφM滯后，Q>0(感性)重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院，電機(jī)學(xué)課程教案，?2005by韓力，，14同步電動(dòng)機(jī)的V形曲線正常勵(lì)磁超前過勵(lì)滯后欠勵(lì)不穩(wěn)定區(qū)IfIMOPe=0P’e>0P”e>P’ecosφM=1cosφM=0.8cos(-φM)=0.8結(jié)論：調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，就可以調(diào)節(jié)同步電動(dòng)機(jī)的無功電流和功率因數(shù)；當(dāng)同步電動(dòng)機(jī)工作在過勵(lì)狀態(tài)時(shí)，向電網(wǎng)吸收超前無功，可改善電網(wǎng)的功率因數(shù)。重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院，電機(jī)學(xué)課程教案，?2005by韓力，，15超前與滯后的無功功率功率因數(shù)角電壓與電流的關(guān)系同步發(fā)電機(jī)同步電動(dòng)機(jī)φ>0I滯后于U向電網(wǎng)發(fā)出滯后的無功功率(過勵(lì))從電網(wǎng)吸收滯后的無功功率(欠勵(lì))從電網(wǎng)吸收超前的無功功率(過勵(lì))向電網(wǎng)發(fā)出超前的無功功率(欠勵(lì))φ<0I超前于U向電網(wǎng)發(fā)出超前的無功功率(欠勵(lì))從電網(wǎng)吸收超前的無功功率(過勵(lì))從電網(wǎng)吸收滯后的無功功率(欠勵(lì))向電網(wǎng)發(fā)出滯后的無功功率(過勵(lì))重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院，電機(jī)學(xué)課程教案，?2005by韓力，，16欠勵(lì)過勵(lì)超前與滯后的無功功率無窮大電網(wǎng)Q>0(滯后)Q<0(超前)Q>0(滯后)Q<0(超前)重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院，電機(jī)學(xué)課程教案，?2005by韓力，，17同步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)問題

同步電動(dòng)機(jī)沒有自起動(dòng)轉(zhuǎn)距。定子通入三相對(duì)稱電流，在氣隙內(nèi)產(chǎn)生轉(zhuǎn)速為ns的旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)子通入直流勵(lì)磁，產(chǎn)生N、S極，定子前后半周對(duì)轉(zhuǎn)子磁極的作用力相反，產(chǎn)生的平均轉(zhuǎn)距為零，無法自起動(dòng)。重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院，電機(jī)學(xué)課程教案，?2005by韓力，，18異步起動(dòng)法輔助電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)起動(dòng)法變頻起動(dòng)法同步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院，電機(jī)學(xué)課程教案，?2005by韓力，，19采用感應(yīng)電動(dòng)機(jī)工作原理。在轉(zhuǎn)子極靴上加裝起動(dòng)繞組（發(fā)電機(jī)稱為阻尼繞組），起動(dòng)時(shí)，勵(lì)磁繞組不能開路（以免產(chǎn)生過大的感應(yīng)電勢，擊穿絕緣），亦不能直接短路（對(duì)起動(dòng)不利），需串入阻值約為10倍的電阻。當(dāng)異步起動(dòng)使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速上升，轉(zhuǎn)接近同步速，加入直流勵(lì)磁，進(jìn)入同步電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。同步電動(dòng)機(jī)的異步起動(dòng)法重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院，電機(jī)學(xué)課程教案，?2005by韓力，，20定義：一臺(tái)不帶機(jī)械負(fù)載的同步電動(dòng)機(jī)，專門用于發(fā)出（或者吸收）無功功率，以改善電網(wǎng)的功率因數(shù)。也稱同步調(diào)相機(jī)。相量圖：同步補(bǔ)償機(jī)過勵(lì)：電容器欠勵(lì)：電感器結(jié)論：只要調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流的大小，就可以靈活的調(diào)節(jié)無功功率的大小與性質(zhì)。重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院，電