船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)第04章同步電機(jī)課件

1、船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)第04章同步電機(jī)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)第04章同步電機(jī)4.1.1 三相交流同步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)電樞式同步電機(jī)圖三相交流同步電機(jī)由定子部分和轉(zhuǎn)子部分構(gòu)成 以轉(zhuǎn)子繞組形式分類，有旋轉(zhuǎn)電樞式和旋轉(zhuǎn)磁極式。 4.1.1 三相交流同步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)電樞式同步電機(jī)圖旋轉(zhuǎn)磁極式同步電動機(jī) 旋轉(zhuǎn)磁極式同步電動機(jī) 定子部分 定子是由定子鐵心、定子三相繞組、機(jī)座以及固定這些部分的其他結(jié)構(gòu)件組成。 定子鐵心由硅鋼片疊壓而成。 定子鐵心槽內(nèi)嵌放三相依次相差120電角度（或120/P空間機(jī)械角度）的。繞組，稱為三相電樞繞組，是交流電路部分。 定子部分 定子是由定子鐵心、定子三相繞組、機(jī)座以及固定這些

2、部轉(zhuǎn)子部分 轉(zhuǎn)子磁極有兩種結(jié)構(gòu)形式 隱極式 凸極式（也稱顯極式） 轉(zhuǎn)子部分 轉(zhuǎn)子磁極有兩種結(jié)構(gòu)形式 隱極式 凸極式（也稱顯極式按同步發(fā)電機(jī)的勵磁電源的不同有兩種基本類型，即自勵的、他勵的 圖5-3 自勵同步發(fā)電機(jī)按同步發(fā)電機(jī)的勵磁電源的不同有兩種基本類型， 圖5-3 轉(zhuǎn)子 定子交流勵磁機(jī)發(fā)電機(jī) 旋轉(zhuǎn)整流器 圖5-4 無刷同步發(fā)電機(jī)AVR 轉(zhuǎn)子 定子交流勵磁機(jī)發(fā)電機(jī) 旋轉(zhuǎn)整流器 4.1.2 三相交流同步發(fā)電機(jī)的基本工作原理 當(dāng)轉(zhuǎn)子由原動機(jī)以恒定轉(zhuǎn)速驅(qū)動。極性相間的勵磁磁場隨軸一起旋轉(zhuǎn)，并依次切割定子各相繞組（相當(dāng)于繞組導(dǎo)體反向切割勵磁磁場）。定子三相電樞繞組就會感應(yīng)出大小和方向按周期性變化的交變

3、正弦電動勢。由于三相電樞繞組在空間相差120電角度，三相電動勢相位也相差120。4.1.2 三相交流同步發(fā)電機(jī)的基本工作原理 當(dāng)轉(zhuǎn)子由原動機(jī)其瞬時值為： 其瞬時值為： 空載電動勢的有效值為 式中o為每極下的總磁通. 空載電動勢的頻率 f 與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n和磁極對數(shù)p成正比, 即由以上兩式可得Ke為電勢常數(shù)空載電動勢的有效值為 式中o為每極下的總磁通. 空載電動勢 額定容量 ，連接方式, 線電壓 , 額定頻率，磁極對數(shù), 額定轉(zhuǎn)速, 采用絕緣等級, 冷卻方式, 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境溫度等。4.1.3 銘牌數(shù)據(jù) 額定容量 ，連接方式, 線電壓 , 額定頻率，磁極對三相同步發(fā)電機(jī)額定值 同步發(fā)電機(jī)的主要額定值

4、有： 額定容量 SN 或額定功率PN 額定電壓 UN額定電流 IN額定功率因數(shù) cosN額定頻率 fN額定轉(zhuǎn)速 nN額定勵磁電壓（額定勵磁電流）三相同步發(fā)電機(jī)額定值 通常把同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為同步額定轉(zhuǎn)速條件下，空載電動勢E0與勵磁電流的關(guān)系曲線稱為同步發(fā)電機(jī)空載特性曲線E0=f（If）或稱開路特性曲線。 Er：剩磁電壓（在額定轉(zhuǎn)速下使If=0時所測得的電樞開路電壓）。4. 2 三相交流同步發(fā)電機(jī)運行特性通常把同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為同步額定轉(zhuǎn)速條件下，空載電動勢E0船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)第04章同步電機(jī)當(dāng)同步發(fā)電機(jī)接通負(fù)載時, 三相電樞繞組的三相電流將產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場a, 這種旋轉(zhuǎn)磁場稱為電樞反應(yīng)磁場。

5、電樞磁場對磁極主磁場的影響稱為電樞反應(yīng)。4.2.2 同步發(fā)電機(jī)對稱負(fù)載運行 同步發(fā)電機(jī)定、轉(zhuǎn)子之間的氣隙同時出現(xiàn)兩個旋轉(zhuǎn)磁場。 電樞反應(yīng)效應(yīng)與負(fù)載性質(zhì)有關(guān)。當(dāng)同步發(fā)電機(jī)接通負(fù)載時, 三相電樞繞組的三相電流將產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁a) 定子繞組電動勢、電流和磁動勢的空間矢量圖1）電樞電流與空載電勢同相位時(即=0)的電樞反應(yīng)交軸電樞反應(yīng)直軸(Direct Axis )：與主磁場同軸。交軸(Quadrature Axis )：與主磁場相交的軸。a) 定子繞組電動勢、電流和磁動勢的空間矢量圖1）電樞電流與b) 時間矢量圖b) 時間矢量圖c) 時-空統(tǒng)一矢量圖直軸(Direct Axis )：與主磁場同軸。交軸(

6、Quadrature Axis )：與主磁場相交的軸。直軸D軸交軸Q軸c) 時-空統(tǒng)一矢量圖直軸(Direct Axis )：與主d)氣隙合成磁場與主磁場的相對位置d)氣隙合成磁場與主磁場的相對位置2） 電樞電流落后于空載電動勢90時的電樞反應(yīng) 直軸去磁電樞反應(yīng) ：電樞磁場a與磁極磁場o在同一軸線上, 但方向相反, 起去磁效應(yīng)使合成磁場o。o2） 電樞電流落后于空載電動勢90時的電樞反應(yīng) 直軸去磁電時-空統(tǒng)一矢量圖直軸D軸交軸Q軸時-空統(tǒng)一矢量圖直軸交軸 直軸增磁電樞反應(yīng)：電樞磁場a與磁極磁場o在同一軸線上,且方向相同,起增磁效應(yīng)使合成磁場大于主磁場o。3） 電樞電流超前于空載電動勢90的電樞

7、反應(yīng)o 直軸增磁電樞反應(yīng)：電樞磁場a與磁極磁場o在同一軸線上,直軸D軸交軸Q軸時-空統(tǒng)一矢量圖直軸交軸時-空統(tǒng)一矢量圖4） 通常情況下, 發(fā)電機(jī)的負(fù)載多為一般電感性負(fù)載, 即電樞電流落后于空載電動勢的角度小于90。一般電感性負(fù)載的電樞反應(yīng)既有去磁效應(yīng)又有交磁效應(yīng)。4） 通常情況下, 發(fā)電機(jī)的負(fù)載多為一般電感性負(fù)載, 即電 a) 滯后于 時的空間矢量圖4） 通常情況下, 與 不同相一般電感性負(fù)載的電樞反應(yīng)既有去磁效應(yīng)又有交磁效應(yīng)。 a) 滯后于 時的空間矢量圖4） 通常情況下, b) 滯后 時的時-空統(tǒng)一矢量圖一般電感性負(fù)載的電樞反應(yīng)既有去磁效應(yīng)又有交磁效應(yīng)。 b) 滯后 時的時-空統(tǒng)一矢量圖一

8、般電感性負(fù)載的 c) 超前 時得時-空統(tǒng)一矢量圖一般電容性負(fù)載的電樞反應(yīng)既有增磁磁效應(yīng)又有交磁效應(yīng)。 c) 超前 時得時-空統(tǒng)一矢量圖一般電容性負(fù)載的電同步發(fā)電機(jī)負(fù)載運行時物理量的關(guān)系：一、隱極同步發(fā)電機(jī)4.2.3 三相交流同步發(fā)電機(jī)電壓平衡方程和相量圖 同步發(fā)電機(jī)負(fù)載運行時物理量的關(guān)系：一、隱極同步發(fā)電機(jī)4.2.正弦電動勢e0、ea和e是分別由轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁通0、電樞旋轉(zhuǎn)磁通a和電樞繞組漏磁通產(chǎn)生的. Ra是電樞繞組的電阻.其電壓平衡方程式為電壓平衡方程正弦電動勢e0、ea和e是分別由轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁通0、電樞旋轉(zhuǎn)相量分別表示為 X=E / I 稱為電樞漏電抗; Xa=Ea / I 稱為電樞反應(yīng)電抗。

9、相量分別表示為 和相量分別表示為 X=E / I 稱為電樞漏電抗; 相量分電樞電路的相量電壓方程可寫為通常RaXs, 可忽略, 最常用的簡化電壓方程為 同步電抗Xs=Xa+X,同步阻抗Zs=Ra+jXs.電樞電路的相量電壓方程可寫為通常Ra Rd ，所以XadXaq，因此在凸極同步電機(jī)中，XdXq。 對于隱極電機(jī)，由于氣隙是均勻的，故XdXqXs 3、直軸和交軸同步電抗的意義 由于電抗與繞組匝數(shù)的平方凸極同步電機(jī)電樞反磁通及所經(jīng)磁路及磁導(dǎo)直軸電樞磁導(dǎo)交軸電樞磁導(dǎo)凸極同步電機(jī)電樞反磁通及所經(jīng)磁路及磁導(dǎo)直軸電樞磁導(dǎo)交軸電樞磁4.2.4同步發(fā)電機(jī)的運行特性 表征同步發(fā)電機(jī)的運行特性有以下五種 ：同步

10、發(fā)電機(jī)的空載特性 同步發(fā)電機(jī)的短路特性 同步發(fā)電機(jī)的外特性 同步發(fā)電機(jī)的調(diào)整特性 同步發(fā)電機(jī)的功角特性 4.2.4同步發(fā)電機(jī)的運行特性 表征同步發(fā)電機(jī)的運行特性有以空載特性可以用空載試驗測出。試驗時，電樞開路 (空載)，用原動機(jī)把被試同步電機(jī)拖動到同步轉(zhuǎn)速，改變勵磁電流If，并記取相應(yīng)的電樞端電壓U0 (空載時即等于E0，直到U01.25UN左右，可得空載特性曲線1）同步發(fā)電機(jī)的空載特性空載特性可以用空載試驗測出。試驗時，電樞開路 (空載)，用原同步電機(jī)的空載特性同步電機(jī)的空載特性2）同步發(fā)電機(jī)的短路特性 短路特性可由三相穩(wěn)態(tài)短路試驗測得，試驗線路如圖所示。將被試同步電機(jī)的電樞端點三相短路，用

11、原動機(jī)拖動被試電機(jī)到同步轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)勵磁電流If使電樞電流I從零起一直增加到1.2IN左右，便可得到短路特性曲線，如圖所示。2）同步發(fā)電機(jī)的短路特性 短路實驗接線圖短路實驗接線圖短路特性短路特性同步發(fā)電機(jī)的外特性是指在轉(zhuǎn)速額定值nN下運行，勵磁電流If不變，負(fù)載功率因數(shù)一定時，發(fā)電機(jī)端電壓和負(fù)載電流的關(guān)系，即Uf(Ia) 3) 同步發(fā)電機(jī)的外特性 U=f(I)同步發(fā)電機(jī)的外特性是指在轉(zhuǎn)速額定值nN下運行，勵磁電流If不cos=0.8滯后cos=1cos=0.8超前外特性cos=0.8滯后cos=1cos=0.8超前外特性電壓變化率同步發(fā)電機(jī)在cos=0.8 (滯后)的負(fù)載時, 其電壓變化率約為2

12、040, 一般不超過50。電壓變化率同步發(fā)電機(jī)在cos=0.8 (滯后)的負(fù)載時, 不同負(fù)載相量圖（根據(jù)電壓方程做相量圖）a. 電感性負(fù)載的簡化相量圖相量E0和U之間的相位差角稱為功率角不同負(fù)載相量圖（根據(jù)電壓方程做相量圖）a. 電感性負(fù)載的簡化c.電容性負(fù)載的簡化相量圖 b.電阻性負(fù)載的簡化相量圖c.電容性負(fù)載的簡化相量圖 b.電阻性負(fù)載的簡化相量圖 同步發(fā)電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速和一定的負(fù)載功率因數(shù)下, 為保持端電壓基本不變, 勵磁電流If隨負(fù)載電流I而變化的關(guān)系If =f(I)稱為調(diào)節(jié)特性。 4) 同步發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)特性 If =f(I) 同步發(fā)電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速和一定的負(fù)載功率因數(shù)下, 為保持端電壓co

13、s=0.8滯后cos=1cos=0.8超前調(diào)節(jié)特性cos=0.8滯后cos=1cos=0.8超前調(diào)節(jié)特性5）三相交流同步發(fā)電機(jī)的功角特性 1) 功率特性 同步發(fā)電機(jī)由原動機(jī)拖動，輸入給發(fā)電機(jī)的功率為P1，而通過電磁感應(yīng)作用，轉(zhuǎn)換為定子上的電磁功率Pe。Pm為機(jī)械損耗；pFe為定子鐵損耗；pS為附加損耗。 5）三相交流同步發(fā)電機(jī)的功角特性 1) 功率特性 同步發(fā)電輸入功率P1機(jī)械損耗p附加損耗pS鐵損pFe電磁功率Pe定子銅損pcu輸出功率P2輸入機(jī)械損附加損耗pS鐵損pFe電磁功定子銅損pcu輸出功PCU定子繞組的銅損耗，P2發(fā)電機(jī)輸出功率定子電樞繞組Ra很小，若不計Ra影響 PCU定子繞組的

14、銅損耗，P2發(fā)電機(jī)輸出功率定子電樞繞組Ra很凸極式同步發(fā)電機(jī)簡化相量圖凸極式同步發(fā)電機(jī)在磁路未飽和且不計電樞繞組電阻Ra時的相量圖 內(nèi)功率因數(shù)角功率角凸極式同步發(fā)電機(jī)簡化相量圖凸極式同步發(fā)電機(jī)在磁路未飽和且不計船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)第04章同步電機(jī)基本電磁功率 附加電磁功率 基本電磁功率 附加電磁功率 Pe18000900Pemax基本電磁功率 附加電磁功率 Pe18000900Pemax基本電磁功率 附加電磁功率 由于隱極式同步發(fā)電機(jī)氣隙均勻，即Xd=Xq=XS，故有Pe0，那么，隱極式同步發(fā)電機(jī)的電磁功率Pe為：0900PePemax1800由于隱極式同步發(fā)電機(jī)氣隙均勻，即Xd=Xq=XS，故

15、有Pe6)、相同步發(fā)電機(jī)單機(jī)運行時的特點發(fā)電機(jī)輸出的有功和無功功率完全決定于負(fù)載。首先是負(fù)載先發(fā)生變化，然后引起發(fā)電機(jī)的有功功率和無功功率的變化。用電負(fù)載不變，人為的改變原動機(jī)的輸入（加大或關(guān)小油門），將使轉(zhuǎn)速和頻率發(fā)生相應(yīng)的變化；而人為的改變發(fā)電機(jī)的勵磁電流，將使發(fā)電機(jī)的輸出電壓發(fā)生相應(yīng)的變化。有功負(fù)載的變化可以引起發(fā)電機(jī)的頻率的變化，變化的程度與原動機(jī)調(diào)速器的特性有關(guān)；無功負(fù)載的變化可以引起發(fā)電機(jī)的輸出電壓的變化，變化的程度與發(fā)電機(jī)外特性或自動調(diào)壓系統(tǒng)的特性有關(guān)。 6)、相同步發(fā)電機(jī)單機(jī)運行時的特點當(dāng)發(fā)電機(jī)投入電網(wǎng)后, 通過改變發(fā)電機(jī)的輸入機(jī)械功率,來改變發(fā)電機(jī)輸出的有功功率。 假設(shè)經(jīng)過調(diào)

16、節(jié)發(fā)電機(jī)已輸出有功功率為: 7) 有功功率的調(diào)節(jié)當(dāng)發(fā)電機(jī)投入電網(wǎng)后, 通過改變發(fā)電機(jī)的輸入機(jī)械功率,來改變發(fā)若忽略電樞電阻，發(fā)電機(jī)的電磁功率Pe=P 。當(dāng)勵磁電流保持不變時，上式中除功率角外均為不變的常數(shù)。在有功功率的調(diào)節(jié)中功率角起著自動平衡的調(diào)節(jié)作用。若忽略電樞電阻，發(fā)電機(jī)的電磁功率Pe=P 。當(dāng)勵磁電流保持不電磁轉(zhuǎn)矩與電磁功率成正比, 即 發(fā)電機(jī)的有功功率隨功率角的變化關(guān)系P=f(), 稱為功角特性。矩角特性T=f()曲線與功角特性曲線相似。并聯(lián)運行同步發(fā)電機(jī)應(yīng)設(shè)逆功保護(hù)。電磁轉(zhuǎn)矩與電磁功率成正比, 即 發(fā)電機(jī)的有功功率隨功率角的變 8) 無功功率的調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)勵磁電流可改變并聯(lián)發(fā)電機(jī)輸出的無

17、功功率Q。 8) 無功功率的調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)勵磁電流可改變并聯(lián)發(fā)電機(jī)輸出的無當(dāng)增加勵磁電流(過勵磁)使E0U, 發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)之間出現(xiàn)了電壓差和引起了電樞電流。根據(jù)電壓方程在相位上電流I總是落后于同步感抗壓降U 900。發(fā)電機(jī)輸出落后無功功率。當(dāng)增加勵磁電流(過勵磁)使E0U, 發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)之間出現(xiàn)了減少勵磁電流(欠勵磁)使E0U ，電流I落后于U 900而超前于電壓U 900。發(fā)電機(jī)輸出超前的無功功率。減少勵磁電流(欠勵磁)使E0U ，電流I落后于U 900123同步發(fā)電機(jī)不同運行方式時的相量圖123同步發(fā)電機(jī)不同運行方式時的相量圖4. 3 同步電動機(jī)同步電動機(jī)定、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)和同步發(fā)電機(jī)一樣，轉(zhuǎn)子也有隱

18、極式和凸極式兩種，轉(zhuǎn)子上除了嵌放勵磁繞組外，還安裝有幫助起動用的籠型繞組（阻尼繞組），一般中小同步電動機(jī)多采用凸極結(jié)構(gòu)。 4.3.1 同步電動機(jī)的基本原理 同步電動機(jī)是由三相電樞繞組通過三相對稱電流而產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場拉著轉(zhuǎn)子磁極以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，定子吸收電網(wǎng)有功功率，通過定、轉(zhuǎn)子電磁關(guān)系轉(zhuǎn)換為機(jī)械轉(zhuǎn)矩。 4. 3 同步電動機(jī)同步電動機(jī)定、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)和同步發(fā)電n1S2N2S1N1n1S1N1n1n1S2N2S2N2S1N1n1n1同步電機(jī)由發(fā)電狀態(tài)到電動狀態(tài)過程示意圖發(fā)電機(jī)補償機(jī)電動機(jī)n1S2N2S1N1n1S1N1n1n1S2N2S2N2NNoNoNoNNSoSoSSSSo主極主極發(fā)電機(jī)補償機(jī)電動機(jī)

19、同步電機(jī)的三種運行狀態(tài)NNoNoNoNNSoSoSSSSo主極主極發(fā)電機(jī)補償機(jī)電動4.3.2 同步電動機(jī)的相量 同步發(fā)動機(jī)電壓方程 把同步電動機(jī)看成一輸出負(fù)功率的的發(fā)動機(jī)。習(xí)慣上，總是將電動機(jī)看成是電網(wǎng)的負(fù)載。4.3.2 同步電動機(jī)的相量 同步發(fā)動機(jī)電壓方程 同步電動機(jī)電壓方程同步電動機(jī)電壓方程同步電動機(jī)的電磁功率與發(fā)電機(jī)一樣，可從相量圖中推導(dǎo)出，不同的是，在電動機(jī)中功角為負(fù)值，在計算電動機(jī)功率時，功角用負(fù)值帶入發(fā)電機(jī)功率公式。一般 ，隱極式同步電機(jī)不存在附加電磁功率。同步電動機(jī)的電磁功率與發(fā)電機(jī)一樣，可從相量圖中推導(dǎo)出，不同的船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)第04章同步電機(jī)4.3.3 同步電動機(jī)的特點 轉(zhuǎn)

20、速不隨負(fù)載的變化而改變；與同步轉(zhuǎn)速相同。同步電動機(jī)的主要特點是：旋轉(zhuǎn)磁場拉著轉(zhuǎn)子磁極以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。4.3.3 同步電動機(jī)的特點 轉(zhuǎn)速不隨負(fù)載的變化而改變；與功率因數(shù)可以調(diào)節(jié)（以隱極電機(jī)為例）在電壓一定，同步電動機(jī)有功功率不變的時：功率因數(shù)可以調(diào)節(jié)（以隱極電機(jī)為例）在電壓一定，同步電動機(jī)有功ABCD同步電動機(jī)處于過激狀態(tài)，電流超前于電壓，相當(dāng)于電容性負(fù)載。 ABCD同步電動機(jī)處于過激狀態(tài)，電流超前于電壓，相當(dāng)于電容性同步電動機(jī)處于正常勵磁狀態(tài)，電流與電壓同相，相當(dāng)于純電阻性負(fù)載。 ABCD同步電動機(jī)處于正常勵磁狀態(tài)，電流與電壓同相，相當(dāng)于純電阻性負(fù)ABCD同步電動機(jī)處于欠激狀態(tài)，電流滯后于電壓

21、，相當(dāng)于電感性負(fù)載。 ABCD同步電動機(jī)處于欠激狀態(tài)，電流滯后于電壓，相當(dāng)于電感性 調(diào)節(jié)同步電動機(jī)勵磁從欠激到過激，電流相量的端點始終沿著AB線，電動勢相量的端點始終沿著CD線變化。 同步電動機(jī)欠激時從電網(wǎng)吸收有功功率同時吸收滯后的無功電流。 同步電動機(jī)過激時從電網(wǎng)吸收有功功率同時吸收超前的無功電流。 通過調(diào)節(jié)同步電動機(jī)勵磁電流，可調(diào)節(jié)無功電流和功率因數(shù)。 調(diào)節(jié)同步電動機(jī)勵磁從欠激到過激，電流相量的端點三相同步電動機(jī)的V形曲線 在保持電壓U和負(fù)載TL不變的條件下,電樞電流ID與勵磁電流If之間的關(guān)系曲線,即ID= (If)；不同的負(fù)載對應(yīng)相應(yīng)的曲線。V形曲線可通過試驗測得。不穩(wěn)定區(qū)PM=0.5

22、PNPM=PN(容性)(感性)三相同步電動機(jī)的V形曲線 在保持電壓U和負(fù)載TL不變4.3.4 同步補嘗機(jī) 由于電網(wǎng)上變壓器、異步電動機(jī)都是感性負(fù)載，且功率因數(shù)cos比較低，為了減小線電流，降低線損功率，除了使用電容器進(jìn)行無功功率補償外，有條件盡量使用同步電動機(jī)，使其處于過激狀態(tài)，進(jìn)行無功補償，使線路的功率因數(shù)cos1。 軸上不帶任何負(fù)載專用于改善功率因數(shù)的同步電機(jī)稱為同步補償機(jī)。4.3.4 同步補嘗機(jī) 由于電網(wǎng)上變壓器、異4.3.5 同步電動機(jī)起動 同步電動機(jī)不能產(chǎn)生起動轉(zhuǎn)矩，必須通過其他輔助方法，使其拉入同步進(jìn)行起動，這是因為轉(zhuǎn)子有轉(zhuǎn)動慣量，合閘瞬間，轉(zhuǎn)子磁極極性無法緊跟定子旋轉(zhuǎn)磁場的極性轉(zhuǎn)

23、動起來 同步電動機(jī)起動方法有拉入同步、異步起動方法和變頻起動方法 4.3.5 同步電動機(jī)起動 同步電動機(jī)不能產(chǎn)生起動NSNSTn1(a)逆時針NSSNTn1(b)順時針合閘瞬間，轉(zhuǎn)子(已經(jīng)加勵磁)處于(a)所示的位置，此時，電磁轉(zhuǎn)矩T傾向于使轉(zhuǎn)子逆時鐘轉(zhuǎn)動；在另一個瞬間(b所示)，定子磁場已轉(zhuǎn)過180度，而轉(zhuǎn)子由于機(jī)械慣性尚未啟動，電磁轉(zhuǎn)矩T傾向于使轉(zhuǎn)子順時鐘轉(zhuǎn)動。NSNSTn1(a)逆時針NSSNTn1(b)順時針合閘瞬間NSNSTn1(a)逆時針NSSNTn1(b)順時針由于定子磁場以同步速旋轉(zhuǎn)，作用于轉(zhuǎn)子上的力矩隨時間變化(f=50Hz)，那么轉(zhuǎn)子上受到的平均轉(zhuǎn)矩為0。因此同步電動機(jī)是不

24、能自行起動的。概括一下同步電動機(jī)沒有啟動轉(zhuǎn)矩的原因是：（1）定、轉(zhuǎn)子磁場之間相對運動速度很快；（2）轉(zhuǎn)子本身轉(zhuǎn)動慣量的存在。NSNSTn1(a)逆時針NSSNTn1(b)順時針由于定子同步電動機(jī)的缺點是沒有自起動能力。同步電動機(jī)必須靠外力或輔助設(shè)備起動。目前仍被廣泛采用的起動方法是異步起動法。而變頻起動方法，是對于有調(diào)速要求的同步電動機(jī)拖動系統(tǒng)使用。起動正常運行同步電動機(jī)的缺點是沒有自起動能力。同步電動機(jī)必須靠外力或輔助4.3.6 其他類型同步電動機(jī) 永磁同步電動機(jī) 永磁同步電動機(jī)采用永磁體作轉(zhuǎn)子磁極，由于它沒有電刷裝置、滑環(huán)，成為無刷同步電動機(jī)。 永磁式同步電動機(jī)與勵磁式同步電動機(jī)的工作原理，電壓平衡方程，功角特性和矩角特性都一樣，只是把有刷變?yōu)闊o刷，用永磁體