電機與拖動課件ppt-第4章 同步電動機

第4章同步電動機

4.1同步電動機的結(jié)構(gòu)及工作原理4.2同步電動機的電磁關(guān)系4.3同步電動機的功率關(guān)系及功角特性與矩角特性4.4同步電動機功率因數(shù)的調(diào)節(jié)和V形曲線

第4章同步電動機

4.1同步電動機的結(jié)構(gòu)及工作原理(1)

圖4.1旋轉(zhuǎn)磁極式同步電動機圖4.2旋轉(zhuǎn)電樞式同步電動機同步電動機也是由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成,定、轉(zhuǎn)子之間有氣隙,如圖4.1。定子也稱為電樞,定子繞組就稱為電樞繞組。轉(zhuǎn)子上裝有勵磁繞組,通入直流電流就形成磁極,由于磁極可以隨轉(zhuǎn)子一道旋轉(zhuǎn),故而稱為旋轉(zhuǎn)磁極式同步電動機,圖a是隱極式,圖b是凸極式。另一種結(jié)構(gòu)的同步電動機,其磁極是固定的,而放置三相繞組的電樞是旋轉(zhuǎn)的,故而稱為旋轉(zhuǎn)電樞式同步電動機,如圖4.2所示。

第4章同步電動機

4.1同步電動機的結(jié)構(gòu)及工作原理(2)當(dāng)同步電機定子繞組接三相交流電源、轉(zhuǎn)子勵磁繞組接直流電源時,定子三相對稱繞組流過對稱的三相交流電流,在定、轉(zhuǎn)子氣隙中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場;轉(zhuǎn)子勵磁繞組流過直流電流產(chǎn)生恒定磁場。旋轉(zhuǎn)磁場對轉(zhuǎn)子磁場作用,會產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩,拖動轉(zhuǎn)子并帶動負載旋轉(zhuǎn),是電動機運行狀態(tài),轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速即同步轉(zhuǎn)速為。在同步電動機的銘牌上標明的額定數(shù)據(jù)有:額定功率,指在額定運行時軸上輸出的機械功率;額定電壓,指允許加在定子繞組上的最大線電壓;額定電流,在額定運行時流過定子繞組的線電流,額定轉(zhuǎn)速,就是同步轉(zhuǎn)速,單位為r/min;

4.2同步電動機的電磁關(guān)系(1)

圖4.3凸極同步電動機的d軸和q軸圖4.4電樞磁動勢及分量轉(zhuǎn)子勵磁繞組通直流產(chǎn)生勵磁磁動勢,定子的電樞繞組通交流產(chǎn)生電樞磁動勢,合成磁動勢把電樞磁動勢對空載氣隙磁場的影響稱為電樞反應(yīng)。為便于分析,在轉(zhuǎn)子上設(shè)置垂直的兩根軸,即d軸和q軸,如圖4.3,將分解就得到,則有是與q軸的夾角,如圖4.4。4.2同步電動機的電磁關(guān)系(2)按照圖a變壓器中的參考方向得到的電壓方程式為,而同步電動機中的參考方向如圖b,則電壓方程式為。將電樞電流分解為d及q軸分量,即則及分別產(chǎn)生磁動勢及,連同分別在電樞繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢、和。這樣,電樞回路電壓平衡方程式為(4.11)（a）（b）4.2同步電動機的電磁關(guān)系(3)不考慮飽和,則有相位關(guān)系是超前,于是可表示為,稱為直軸電樞反應(yīng)電抗,同理,稱交軸電樞反應(yīng)電抗,代入(4.11)式中,,,分別稱為直軸、交軸同步電抗。忽略上式簡化為,時相量圖如右上圖。隱極同步電動機相量圖如右下圖。4.3同步電動機的功率關(guān)系及功角特性與矩角特性

4.3.1功率關(guān)系

同步電動機運行時的損耗有定子繞組的銅損耗、定子的鐵損耗、機械損耗和附加損耗。同步電動機從電源輸入的功率中減去所有損耗,就是軸上