y同步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性

1、同步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性1三相同步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性同步電機(jī)歷來是以轉(zhuǎn)速和電源頻率保持嚴(yán)格同步著稱的，只要電源頻率保持恒定，同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速就絕對(duì)不變。隨著電力電子變壓變頻技術(shù)的開發(fā)和廣泛應(yīng)用，同步電動(dòng)機(jī)采用電壓-頻率協(xié)調(diào)控制后也稱為調(diào)速電機(jī)家族的一員，原來由于供電電源頻率固定不變而阻礙同步電動(dòng)機(jī)廣泛應(yīng)用的問題也迎刃而解。例如啟動(dòng)問題，既然頻率可以平滑調(diào)節(jié)，當(dāng)頻率由低調(diào)到高時(shí)，轉(zhuǎn)速就隨之逐步上升，不需要任何其他啟動(dòng)措施，甚至有些數(shù)千以至數(shù)萬千瓦的大型高速同步電動(dòng)機(jī)，還專門配上變壓變頻裝置作為軟啟動(dòng)設(shè)備。1.1同步電動(dòng)機(jī)能否在異步轉(zhuǎn)速下運(yùn)行？1.2負(fù)載變化時(shí)，同步電動(dòng)機(jī)怎樣調(diào)節(jié)？異步電動(dòng)機(jī)要靠加大轉(zhuǎn)速

2、差才能提高轉(zhuǎn)矩，而同步電動(dòng)機(jī)只須加大功角就能增大轉(zhuǎn)矩，同步電動(dòng)機(jī)比異步電動(dòng)機(jī)對(duì)轉(zhuǎn)矩?cái)_動(dòng)具有更強(qiáng)的承受能力，能獲得更快的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩響應(yīng)。1.3同步電動(dòng)機(jī)過載能力1.4同步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性當(dāng)=常值時(shí)，關(guān)系稱為機(jī)械特性。同步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性是一條平行于橫軸的直線。特點(diǎn)：斜率，硬度。絕對(duì)特硬性改變電源頻率時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速成正比變化，可得到一組平行的人為機(jī)械特性。同步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性是一條絕對(duì)硬特性，負(fù)載轉(zhuǎn)矩在一定范圍變化時(shí)，穩(wěn)定轉(zhuǎn)速保持不變，這對(duì)一些轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性要求較高的機(jī)器非常重要。2三相同步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)三相同步電動(dòng)機(jī)的主要缺點(diǎn)是自身沒有啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，即。因此無法自己起動(dòng)。具體解釋：同步電動(dòng)機(jī)電樞接入三相電網(wǎng)，

3、電機(jī)內(nèi)建立起旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。轉(zhuǎn)速的建立過程用時(shí)很短，可以認(rèn)為電樞繞組接通電源的瞬間，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速立刻達(dá)到。轉(zhuǎn)子勵(lì)磁后，其磁場(chǎng)與電樞邊的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間作用產(chǎn)生磁力，企圖使轉(zhuǎn)子啟動(dòng)起來。以一個(gè)定子磁場(chǎng)為觀察對(duì)象，它以很高的轉(zhuǎn)速經(jīng)過轉(zhuǎn)子極，對(duì)轉(zhuǎn)子極作用，遇到異性磁極時(shí)產(chǎn)生吸引力，遇到同性磁極時(shí)產(chǎn)生排斥力。由于轉(zhuǎn)子機(jī)械慣量大，電磁力短暫的作用不可能使轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)。因此，同步電動(dòng)機(jī)電樞繞組的旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)對(duì)轉(zhuǎn)子直流勵(lì)磁沒有啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，即同步電動(dòng)機(jī)基本機(jī)是不會(huì)自啟動(dòng)的。一般有三種起動(dòng)法：拖動(dòng)起動(dòng)法、異步起動(dòng)法、變頻起動(dòng)法。1拖動(dòng)起動(dòng)法2異步起動(dòng)法3變頻起動(dòng)法3三相同步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速3.1同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速同步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)機(jī)械

4、負(fù)載運(yùn)行于同步狀態(tài)時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速等于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速，即同步轉(zhuǎn)速。電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速取決于交流電源的頻率和電機(jī)極對(duì)數(shù)。（用于同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子有獨(dú)立勵(lì)磁，在極低的電源頻率下也能運(yùn)行，因此，在同樣條件下，同步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速范圍比異步電動(dòng)機(jī)更寬。）3.2調(diào)速方法變頻調(diào)速由于同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子極數(shù)不易改變，所以變極調(diào)速方法不能使用，只能采用變頻調(diào)速。就頻率控制的方法而言，同步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)可以分為他控變頻和自控變頻兩大類。一、 他控式變頻調(diào)速和異步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速一樣，用獨(dú)立的變壓變頻裝置給同步電動(dòng)機(jī)供電的系統(tǒng)稱為他控變頻調(diào)速系統(tǒng)。二、 自控式變頻調(diào)速用電動(dòng)機(jī)本身軸上所帶位置檢測(cè)器或電動(dòng)機(jī)反電動(dòng)勢(shì)波形提供

5、的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)，來控制變壓變頻裝置換相時(shí)刻的系統(tǒng)是自控變頻調(diào)速系統(tǒng)。采用自控式變頻調(diào)速的同步電動(dòng)機(jī)稱為自控式同步電動(dòng)機(jī)，又稱為無換向器電動(dòng)機(jī)。（1） 直流自控式同步電動(dòng)機(jī)（直流無換向器電動(dòng)機(jī)）（2） 交流自控式同步電動(dòng)機(jī)（交流無換向器電動(dòng)機(jī)）4三相同步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)一般三相同步電動(dòng)機(jī)只能采用能耗制動(dòng)。對(duì)三相同步電動(dòng)機(jī)來說能耗制動(dòng)是種行之有效的電氣制動(dòng)方式。運(yùn)行時(shí)，開關(guān)Q置于圖中“運(yùn)行”位置。制動(dòng)時(shí)，將Q置于“制動(dòng)”位置，電機(jī)從電源上斷開，通過星點(diǎn)將制動(dòng)電阻串入三相電樞電路。當(dāng)電機(jī)帶摩擦類負(fù)載時(shí)，電動(dòng)機(jī)在機(jī)械慣性作用下繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，電樞繞組切割勵(lì)磁磁通而產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)和電流，電動(dòng)機(jī)工作在發(fā)電狀態(tài)，把系統(tǒng)

6、的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，主要消耗在電阻上。電樞電流與勵(lì)磁磁場(chǎng)之間作用產(chǎn)生制動(dòng)性質(zhì)的電磁阻力，使拖動(dòng)系統(tǒng)迅速減速、停車。當(dāng)電機(jī)帶位能型負(fù)載時(shí)，負(fù)載轉(zhuǎn)矩為拖動(dòng)性質(zhì)轉(zhuǎn)矩，而能耗制動(dòng)狀態(tài)的同步電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生制動(dòng)性質(zhì)的電磁轉(zhuǎn)矩，可達(dá)到勻速放下負(fù)載的目的。同步電動(dòng)機(jī)的基本機(jī)制是“雙邊勵(lì)磁”，只有定、轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)同轉(zhuǎn)速、同轉(zhuǎn)向時(shí)，才產(chǎn)生穩(wěn)定的同步電磁轉(zhuǎn)矩。電機(jī)電樞電路從電源處斷開，由于慣性，系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。此時(shí)，它成為一臺(tái)逐漸減速的“異步發(fā)電機(jī)”。其電磁轉(zhuǎn)矩為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，這是能耗制動(dòng)減速停車。位能負(fù)載產(chǎn)生拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩，拖動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，電機(jī)運(yùn)行于發(fā)電狀態(tài)，所產(chǎn)生的交流電的頻率決定于電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。電機(jī)把系統(tǒng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能、消耗在電樞電路電阻上，其勵(lì)磁轉(zhuǎn)矩為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。調(diào)節(jié)直流勵(lì)磁和電樞負(fù)載電阻均可改變制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的大小，得到不同的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，從而在新的頻率下作同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行消耗位能實(shí)現(xiàn)“能耗制動(dòng)穩(wěn)速運(yùn)行”。5開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī)的氣隙是均勻的，而同步電動(dòng)機(jī)則有陰極和凸極之分