同步電動機(jī)與同步補(bǔ)償機(jī)分析課件

同步電動機(jī)

與同步補(bǔ)償機(jī)電機(jī)學(xué)6.91同步電動機(jī)概述同步電動機(jī)的工作原理同步補(bǔ)償機(jī)簡介本節(jié)內(nèi)容2電機(jī)學(xué)教案，?2008by重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力，hanli@步電動機(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繞組（阻尼繞組）。同步電動機(jī)的優(yōu)點(diǎn)可以改善功率因數(shù)；低速時，同步電動機(jī)的體積與重量比同容量、同轉(zhuǎn)速的感應(yīng)電動機(jī)要??；氣隙大，Xd小，過載能力高，靜態(tài)穩(wěn)定性好。同步電動機(jī)的缺點(diǎn)起動不方便；只適合恒速負(fù)載；結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高。同步電動機(jī)概述3電機(jī)學(xué)教案，?2008by重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力，hanli@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形曲線起動方法同步電動機(jī)工作原理4電機(jī)學(xué)教案，?2008by重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力，hanli@步電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的變化SN定子合成磁場N0S0主磁極TeδnsT1SN定子合成磁場Te=0N0S0主磁極nsT1SN定子合成磁場N0S0主磁極T2δnsTe5電機(jī)學(xué)教案，?2008by重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力，hanli@步電機(jī)電壓方程與相量圖發(fā)電機(jī)慣例：電動機(jī)慣例：同步電動機(jī)電壓方程～6電機(jī)學(xué)教案，?2008by重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力，hanli@步電機(jī)電壓方程與相量圖發(fā)電機(jī)慣例：電動機(jī)慣例：7電機(jī)學(xué)教案，?2008by重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力，hanli@極同步電動機(jī)的相量圖8電機(jī)學(xué)教案，?2008by重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力，hanli@步電動機(jī)的功角特性發(fā)電機(jī)慣例：電動機(jī)慣例：9電機(jī)學(xué)教案，?2008by重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力，hanli@步電動機(jī)的

功率方程和轉(zhuǎn)矩方程功率方程：轉(zhuǎn)矩方程：其中：10電機(jī)學(xué)教案，?2008by重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力，hanli@極同步電機(jī)的標(biāo)幺值系統(tǒng)發(fā)電機(jī)：電動機(jī)：11電機(jī)學(xué)教案，?2008by重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力，hanli@步電動機(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)ηTeT0IMI012電機(jī)學(xué)教案，?2008by重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力，hanli@步電動機(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：在同一勵磁電流下，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)勵磁電流，可以改善功率因數(shù)。13電機(jī)學(xué)教案，?2008by重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力，hanli@步電動機(jī)無功功率的調(diào)節(jié)正常勵磁：φM=0，cosφM=1，Q=0過勵磁：φM<0，cosφM超前，Q<0(容性)欠勵磁：φM>0，cosφM滯后，Q>0(感性)14電機(jī)學(xué)教案，?2008by重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力，hanli@步電動機(jī)的V形曲線正常勵磁超前過勵滯后欠勵不穩(wěn)定區(qū)IfIMOPe=0P’e>0P”e>P’ecos

φM=1cos

φM=0.8cos(-φM)=0.8結(jié)論：調(diào)節(jié)勵磁電流，就可以調(diào)節(jié)同步電動機(jī)的無功電流和功率因數(shù)；當(dāng)同步電動機(jī)工作在過勵狀態(tài)時，向電網(wǎng)吸收超前無功，可改善電網(wǎng)的功率因數(shù)。15電機(jī)學(xué)教案，?2008by重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力，hanli@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)同步電動機(jī)φ>0I滯后于U向電網(wǎng)發(fā)出滯后的無功功率(過勵)從電網(wǎng)吸收滯后的無功功率(欠勵)從電網(wǎng)吸收超前的無功功率(過勵)向電網(wǎng)發(fā)出超前的無功功率(欠勵)φ<0I超前于U向電網(wǎng)發(fā)出超前的無功功率(欠勵)從電網(wǎng)吸收超前的無功功率(過勵)從電網(wǎng)吸收滯后的無功功率(欠勵)向電網(wǎng)發(fā)出滯后的無功功率(過勵)16電機(jī)學(xué)教案，?2008by重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力，hanli@勵過勵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)17電機(jī)學(xué)教案，?2008by重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力，hanli@步電動機(jī)的起動問題

同步電動機(jī)沒有自起動轉(zhuǎn)距。定子通入三相對稱電流，在氣隙內(nèi)產(chǎn)生轉(zhuǎn)速為ns的旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)子通入直流勵磁，產(chǎn)生N、S極，定子前后半周對轉(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。AXBCYAXBCYSaNa+AZAXBCYAXBCYSaNa+AZAXBCYAXBCYSaNa+AAXBCYAXBCYSaNaAXBCYAXBCYSaNa+AZNS18電機(jī)學(xué)教案，?2008by重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力，hanli@步起動法輔助電動機(jī)拖動起動法變頻起動法同步電動機(jī)的起動方法19電機(jī)學(xué)教案，?2008by重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力，hanli@用感應(yīng)電動機(jī)工作原理。在轉(zhuǎn)子極靴上加裝起動繞組（發(fā)電機(jī)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(yīng)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(dāng)異步起動使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速上升、轉(zhuǎn)接近同步速，加入直流勵磁，進(jìn)入同步電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。同步電動機(jī)的異步起動法20電機(jī)學(xué)教案，?2008by重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力，hanli@步電動機(jī)的異步起動法21電機(jī)學(xué)教案，?2008by重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力，hanli@義：一臺不帶機(jī)械負(fù)載的同步電動機(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：電容器欠勵：電感器結(jié)論：只要調(diào)節(jié)勵磁電流的大小，就可以靈活的調(diào)節(jié)無功功率的大小與性質(zhì)。22電機(jī)學(xué)教案，?2008by重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力，hanli@電網(wǎng)負(fù)荷較大時，為了改善功率因素，同步補(bǔ)償機(jī)應(yīng)過勵運(yùn)行。當(dāng)電網(wǎng)負(fù)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(bǔ)償機(jī)應(yīng)運(yùn)行在欠勵狀態(tài)，吸收電網(wǎng)中多余的無功功