同步電動機和同步調(diào)相機課件

6.5

同步電動機和同步調(diào)相機

教學要求：1．了解同步電動機的優(yōu)缺點2．熟悉同步補償機的用途同步電動機和同步調(diào)相機一、概述大功率同步電動機與同容量的異步電動機相比，同步電動機的功率因數(shù)高，在運行時，不僅不使電網(wǎng)的功率因數(shù)降低，而且能夠改善電網(wǎng)的功率因數(shù)。同步電動機一般都作成凸極式的，為了能夠自起動，在轉子磁極的極靴上裝起動繞組。同步電動機不帶機械負載運行時，可以作為同步補償機使用，它可以改善電網(wǎng)的功率因數(shù)，調(diào)整電網(wǎng)的電壓。同步電動機和同步調(diào)相機二、

同步電動機的運行原理

1、同步電動機運行的可逆原理

同步電動機和同步調(diào)相機結論：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：滯后與，為負同步電動機和同步調(diào)相機電動機過勵運行狀態(tài)

(按發(fā)電機規(guī)則)發(fā)電機過勵運行狀態(tài)(按發(fā)電機規(guī)則).I.URajIXt..E0.I.I.UjIXt..E0

同步電動機和同步調(diào)相機2、同步電動機的基本方程式、相量圖和

功率平衡關系按發(fā)電機慣例，Pem、為負，

900，相量圖對分析不方便。采用電動機慣例，將發(fā)電機慣例的電流方向改變即可，此時電流超前于電壓，Pem、為正，輸入電功率和所產(chǎn)生的電磁功率為正.同步電動機和同步調(diào)相機

電動機過勵運行狀態(tài)

(按發(fā)電機慣例).I.UjIXt..E0

電動機過勵運行狀態(tài)

(按電動機慣例).I.UjIXt..E0

按電動機慣例同步電動機和同步調(diào)相機隱極機：凸極機：同步電動機和同步調(diào)相機電磁轉矩：3、功角特性與功率平衡功角特性：同步電動機和同步調(diào)相機

電網(wǎng)主要負載為異步電動機、變壓器，為感性負載，需吸收感性無功，使電網(wǎng)功率因數(shù)下降，線路壓降和損耗增大，發(fā)電設備的利用率和效率降低。在適當?shù)攸c裝上調(diào)相機，吸收容性無功，發(fā)出感性無功，可顯著提高電力系統(tǒng)的經(jīng)濟性與供電質量。三、調(diào)相機同步電動機和同步調(diào)相機

不帶機械負載的同步電動機。它利用同步電動機改變勵磁可以調(diào)節(jié)功率因數(shù)的原理并聯(lián)運行于電網(wǎng)上。其吸收的有功功率僅供給電機本身的損耗，總是在接近于零電磁功率和零功率因數(shù)的情況下運行。同步電動機和同步調(diào)相機1、兩種運行方式(1)過勵：為過勵時，領先于，吸收容性無功功率，即發(fā)出感性無功功率。(按照電動機慣例)(2)欠勵：落后于，吸收感性無功功率。(按照電動機慣例)同步電動機和同步調(diào)相機按照發(fā)電機慣例畫出空載、過勵、欠勵時-空矢量圖如下：同步電動機和同步調(diào)相機2、用途

(受控補償)

(2)

當電網(wǎng)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(wǎng)電壓升高，此時同步補償機應運行在欠勵狀態(tài)，吸收電網(wǎng)中多余的無功功率。(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.同步電動機和同步調(diào)相機3、中間補償

同步電動機和同步調(diào)相機（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。（2）當時對穩(wěn)定有利，因為，角減小，穩(wěn)定提高。同步電動機和同步調(diào)相機4、特點(1)因不帶機械負載，補償機轉軸可以比細.(2)由于沒有穩(wěn)定問題，Xt可較大，使得氣隙較小，勵磁也較小，轉子用銅量少.(3)額定容量對應過勵而言.(4)也存在起動問題，一般利用異步起動，加起動繞組。同步電動機和同步調(diào)相機5、說明(1)水電站在枯水期間，水輪發(fā)電機可作調(diào)相運行(2)在同時有水輪機和汽輪發(fā)電機的電網(wǎng)，豐水期間，水輪發(fā)電機發(fā)有功功率，汽輪發(fā)電機作調(diào)相機運行。同步電動機和同步調(diào)相機三、同步電動機的穩(wěn)定性及過載能力電動機運行穩(wěn)定性與發(fā)電機類似。穩(wěn)定不穩(wěn)定同步電動機和同步調(diào)相機過載能力：kM=Pemmax/PN=1/sin

N同步電動機和同步調(diào)相機同步電動機的V形曲線滯后(吸收滯后無功)超前(吸收超前無功)同步電動機和同步調(diào)相機四、同步電機的起動

同步電動機自起動轉距為零。

將靜止的同步電動機加勵磁電流后直接投入電網(wǎng)，定子旋轉磁場以同步轉速相對于轉子磁場運動，轉子承受交的脈振轉矩，平均值為零。同步電動機不能自行啟動。同步電動機和同步調(diào)相機

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)電機稱為阻尼繞組），起動時，勵磁繞組不能開路（以免產(chǎn)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。定子接通電源，能產(chǎn)生異步轉矩，并不斷加速接近同步速，加入直流勵磁，進入同步電機運行狀態(tài)。解決方法：1、異步起動:同步電動機和同步調(diào)相機2．變頻起動：

起動時定子電流頻率f1較低，n1定子同步轉速也較低，使平均電磁轉距不為零。同步電動機和同步調(diào)相機起動時，定子電源不是直接電網(wǎng)，而是由變頻電源供電。開始啟動，轉子繞組加勵磁，且定子電源頻率盡量調(diào)低，使轉子啟動旋轉，然后上調(diào)定子電源頻率至額定頻率，則轉子轉速將隨定子旋轉磁場的轉速上升而同步上升，直到額定轉速。同步電動機和同步調(diào)相機3、輔助電動機起動:

選于同步電動機極數(shù)相同的異步電動機作輔助電動機。先用輔助電動機將主機拖動至接近于同