同步電機(jī)勵(lì)磁PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1 同步電機(jī)勵(lì)磁同步電機(jī)勵(lì)磁 序言 同步電動(dòng)機(jī)在工業(yè)中的應(yīng)用：同步電動(dòng)機(jī)在工業(yè)中的應(yīng)用： 第1頁(yè)/共57頁(yè) 序言 穩(wěn)定性差，轉(zhuǎn)矩 與端電壓平方成 正比： 穩(wěn)定性高，轉(zhuǎn)矩與 端電壓成正比： 穩(wěn) 定 性 低 高效 率 不可調(diào)，滯后可調(diào)，可工作在超 前、平激、滯后 功率因數(shù) 隨著負(fù)載的改變 而改變 不隨負(fù)載的大小而 改變 轉(zhuǎn) 速 異步電動(dòng)機(jī) 同步電動(dòng)機(jī) dSMe mEUTsin ds r sem sRUmT 2 第2頁(yè)/共57頁(yè) 序言 第3頁(yè)/共57頁(yè) 第4頁(yè)/共57頁(yè) 第5頁(yè)/共57頁(yè) 第6頁(yè)/共57頁(yè) 序言 在電網(wǎng)電壓在電網(wǎng)電壓U U為為 常值，電磁功率為常值，電磁功率為常常 值時(shí)，勵(lì)磁電

2、流與功值時(shí)，勵(lì)磁電流與功 率因數(shù)的關(guān)系就可以率因數(shù)的關(guān)系就可以 由電樞電流得到，見由電樞電流得到，見 左圖。調(diào)節(jié)勵(lì)磁就可左圖。調(diào)節(jié)勵(lì)磁就可 以調(diào)節(jié)同步電動(dòng)機(jī)的以調(diào)節(jié)同步電動(dòng)機(jī)的 功率因數(shù)，從而使其功率因數(shù)，從而使其 工作在超前、平激、工作在超前、平激、 滯后三種狀態(tài)。滯后三種狀態(tài)。 0 超 前 滯 后 定定 子子 電電 流流 I D 勵(lì) 磁 電 流勵(lì) 磁 電 流 If 1cos 同步電機(jī)工作U形曲線 第7頁(yè)/共57頁(yè) 這樣既提高同步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的 穩(wěn)定性，又給企業(yè)帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效 益。 序言 第8頁(yè)/共57頁(yè) 序言 第9頁(yè)/共57頁(yè) 序言 第10頁(yè)/共57頁(yè) 轉(zhuǎn)子繞組剖面圖 轉(zhuǎn)子模擬圖 定子繞組

3、 序言 第11頁(yè)/共57頁(yè) 主回路的選擇 第12頁(yè)/共57頁(yè) 勵(lì)磁柜主電路一般有四種 主回路的選擇 圖1圖2 圖4圖3 第13頁(yè)/共57頁(yè) 主回路的選擇 第14頁(yè)/共57頁(yè) KQ RF ZQ -if +if E r r 主回路的選擇 上圖主回路在 電機(jī)起動(dòng)時(shí)有： Er if r Er if Rfr 第15頁(yè)/共57頁(yè) U f If 主回路的選擇 Er if r Er if Rfr 第16頁(yè)/共57頁(yè) 主回路的選擇 If N S 第17頁(yè)/共57頁(yè) 主回路的選擇 N S N S N S N S N S S N N S N S 第18頁(yè)/共57頁(yè) 主回路的選擇 Id 實(shí)際定子電 流曲線 期望定子電

4、 流曲線 T 圖一：定子電流 脈振圖 第19頁(yè)/共57頁(yè) 主回路的選擇 電機(jī)起動(dòng)時(shí)，隨著電機(jī) 起動(dòng)過(guò)程滑差減小，轉(zhuǎn)子線 圈內(nèi)感應(yīng)電勢(shì)逐步減少，當(dāng) 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速達(dá)到50%以上時(shí)， 勵(lì)磁回路感應(yīng)電流負(fù)半波通 路不暢，將處于時(shí)通時(shí)斷， 似通非通狀態(tài)，同樣形成 +if與-if電流不對(duì)稱，由此 同樣形成脈振轉(zhuǎn)矩，造成電 機(jī)產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)，損傷電機(jī) 。因此傳統(tǒng)主回路逐漸被淘 汰。 第20頁(yè)/共57頁(yè) 主回路的選擇 改進(jìn)型全控橋式勵(lì)磁裝置主回 路 第21頁(yè)/共57頁(yè) 主回路的選擇 第22頁(yè)/共57頁(yè) 插件 n線路相對(duì)簡(jiǎn) 潔可靠 主回路的選擇 改進(jìn)型半控橋式勵(lì)磁裝置主回路特點(diǎn) 半控橋式勵(lì)磁裝置主回路 第23頁(yè)/共5

5、7頁(yè) B:阻容滅磁方式（見下頁(yè)圖）， 這種滅磁方式滅磁速度更快。 主回路的選擇 第24頁(yè)/共57頁(yè) 主回路的選擇 第25頁(yè)/共57頁(yè) 因此采用半控 橋式電路滅磁 電阻在運(yùn)行過(guò) 程中處于冷態(tài)； 主回路的選擇 半控橋式勵(lì)磁裝置主回路 第26頁(yè)/共57頁(yè) 一只可控硅始終處于開通狀態(tài)， 三分之二在整流狀態(tài)，三分之 一在續(xù)流狀態(tài)。（如下頁(yè)圖） 主回路的選擇 第27頁(yè)/共57頁(yè) 主回路的選擇 U f t 勵(lì)磁控制系統(tǒng)半控橋主回路優(yōu)點(diǎn)勵(lì)磁控制系統(tǒng)半控橋主回路優(yōu)點(diǎn) 第28頁(yè)/共57頁(yè) 半控橋勵(lì)磁裝置主回路 第29頁(yè)/共57頁(yè) 而在同步電動(dòng)機(jī)這一特殊領(lǐng)域， 勵(lì)磁電流很低會(huì)造成電機(jī)失步， 所以正常運(yùn)行時(shí)，勵(lì)磁電流

6、不 應(yīng)很低，不應(yīng)該工作到失控區(qū)。 通過(guò)設(shè)定墊底電壓（或電流） 進(jìn)行處理，可使勵(lì)磁裝置在正 常情況下不出現(xiàn)失控。 主回路的選擇 半控橋主回路的設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)半控橋主回路的設(shè)計(jì)注意事項(xiàng) 第30頁(yè)/共57頁(yè) 半控橋式勵(lì)磁裝置主回路 第31頁(yè)/共57頁(yè) 主回路的選擇 第32頁(yè)/共57頁(yè) 主回路的選擇 半控橋式勵(lì)磁裝置主回路 第33頁(yè)/共57頁(yè) 勵(lì)磁控制系統(tǒng)的投勵(lì)方式 第34頁(yè)/共57頁(yè) 勵(lì)磁控制系統(tǒng)的投勵(lì)方式 第35頁(yè)/共57頁(yè) 機(jī)進(jìn)入同步輕松、快速、平滑、 無(wú)沖擊。 勵(lì)磁控制系統(tǒng)的投勵(lì)方式 第36頁(yè)/共57頁(yè) 勵(lì)磁控制系統(tǒng)的投勵(lì)方式 勵(lì)磁控制器檢測(cè)滑差達(dá)到設(shè)定值時(shí)，在準(zhǔn)角位置投勵(lì)。 第37頁(yè)/共57頁(yè)

7、 勵(lì)磁控制系統(tǒng)的投勵(lì)方式 第38頁(yè)/共57頁(yè) 勵(lì)磁控制系統(tǒng)的投勵(lì)方式 第39頁(yè)/共57頁(yè) 勵(lì)磁控制系統(tǒng)的投勵(lì)方式 第40頁(yè)/共57頁(yè) 對(duì)于某些轉(zhuǎn)速較低，凸極轉(zhuǎn)矩較強(qiáng)的電機(jī)空載或特輕 載起動(dòng)時(shí)，往往在尚未投勵(lì)的情況下便自動(dòng)進(jìn)入同 步，系統(tǒng)內(nèi)具有凸極性投勵(lì)控制環(huán)節(jié)，在電機(jī)進(jìn)入 同步后的1-2秒內(nèi)自動(dòng)投勵(lì)。電機(jī)進(jìn)入同步后，控 制系統(tǒng)自動(dòng)控制勵(lì)磁電壓由強(qiáng)勵(lì)恢復(fù)到正常勵(lì)磁。 勵(lì)磁控制系統(tǒng)的投勵(lì)方式 第41頁(yè)/共57頁(yè) 勵(lì)磁控制系統(tǒng)的投勵(lì)方式 第42頁(yè)/共57頁(yè) 第43頁(yè)/共57頁(yè) 失勵(lì)失步的現(xiàn)象失勵(lì)失步的現(xiàn)象： （1）：電機(jī)丟轉(zhuǎn)不明顯，電機(jī)無(wú)異常聲音； （2）：定子過(guò)流不大； （3）：表計(jì)顯示很大的電流

8、值； （4）：滅磁電阻會(huì)燒紅； （5）：產(chǎn)生高壓，造成勵(lì)磁裝置主回路元件損壞； 第44頁(yè)/共57頁(yè) 電機(jī)帶有正?；蚪咏５闹绷鲃?lì)磁，而轉(zhuǎn)子磁場(chǎng) 卻不同步的異步運(yùn)行狀態(tài)，稱為帶勵(lì)失步。帶勵(lì)失步。 第45頁(yè)/共57頁(yè) 圖 4-5 BZT電路 4.1.3 斷斷 電電 失失 步步 當(dāng)供電系統(tǒng)故障，引起供電線路自動(dòng)重合閘ZCH裝置或備用電源投入BZT 裝置動(dòng)作，以及人工切換電源等，使同步電動(dòng)機(jī)的供電電源短暫中斷而導(dǎo)致失 步稱為斷電失步。 第46頁(yè)/共57頁(yè) 圖 4-6 斷電失步時(shí)電網(wǎng)電壓曲線 0 T U 存在同步電機(jī)的 電網(wǎng)電壓曲線 僅有異步電機(jī)的 電網(wǎng)電壓曲線 第47頁(yè)/共57頁(yè) 互 感 器 圖 4

9、-10 西門子公司對(duì)轉(zhuǎn)子采樣圖 第48頁(yè)/共57頁(yè) 圖 4-11 本公司對(duì)轉(zhuǎn)子采樣圖 分流計(jì) 霍爾傳感器 在轉(zhuǎn)子回路上串接分流計(jì)或是霍爾傳感器檢測(cè)轉(zhuǎn)子里產(chǎn)在轉(zhuǎn)子回路上串接分流計(jì)或是霍爾傳感器檢測(cè)轉(zhuǎn)子里產(chǎn) 生的不衰減的交變電流波形信號(hào)，根據(jù)該波形的特征來(lái)判斷生的不衰減的交變電流波形信號(hào)，根據(jù)該波形的特征來(lái)判斷 是否失步。是否失步。 第49頁(yè)/共57頁(yè) 為了達(dá)到帶載自動(dòng)再整步，必須要滿足以下幾點(diǎn)為了達(dá)到帶載自動(dòng)再整步，必須要滿足以下幾點(diǎn) 一：改善電機(jī)的異步驅(qū)動(dòng)特性一：改善電機(jī)的異步驅(qū)動(dòng)特性 S 0 M 0.51 12 3 4 6 5 異步驅(qū)動(dòng)特性曲線示意圖 一般來(lái)說(shuō)，電機(jī)容量越大 ，額定轉(zhuǎn)速越慢，

10、則由 電機(jī)的異步驅(qū)動(dòng)特性圖 看出，凹陷的深度越深 ，合理選擇接入電機(jī)的 滅磁電阻的阻值，能夠 改善電機(jī)的異步驅(qū)動(dòng)特 性，消除凹陷； 第50頁(yè)/共57頁(yè) 二：減少甚至消除電機(jī)的異步制動(dòng)轉(zhuǎn)矩減少甚至消除電機(jī)的異步制動(dòng)轉(zhuǎn)矩 異步制動(dòng)轉(zhuǎn)矩公式為： 異步制動(dòng)轉(zhuǎn)矩與勵(lì)磁電勢(shì)E的平方成正比，即與轉(zhuǎn)子直流If 的平方成正比，要消除異步制動(dòng)轉(zhuǎn)矩就是要進(jìn)行滅磁消除If 。 三：與電機(jī)所帶負(fù)載性質(zhì)有關(guān)與電機(jī)所帶負(fù)載性質(zhì)有關(guān) 1.平穩(wěn)負(fù)載。如風(fēng)機(jī)、水泵等其負(fù)載特性與電機(jī)滑差有關(guān)； 2.脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩。如往復(fù)式壓縮機(jī)； 3.沖擊性負(fù)載。如軋鋼機(jī)。 四：與再整步轉(zhuǎn)矩有關(guān)與再整步轉(zhuǎn)矩有關(guān) 整步轉(zhuǎn)矩即同步振蕩轉(zhuǎn)矩，在電機(jī)失步后的異步驅(qū)動(dòng)階段 。起了引起機(jī)組震動(dòng)、增加機(jī)組的機(jī)械和電磁損耗，增大