同步電動(dòng)機(jī)與同步補(bǔ)償機(jī)

1、2電機(jī)學(xué)教案，2008 by 重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力 同步電動(dòng)機(jī)概述同步電動(dòng)機(jī)概述l 同步電動(dòng)機(jī)的工作原理同步電動(dòng)機(jī)的工作原理l 同步補(bǔ)償機(jī)簡(jiǎn)介同步補(bǔ)償機(jī)簡(jiǎn)介3電機(jī)學(xué)教案，2008 by 重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力 同步電動(dòng)機(jī)的同步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 一般采用凸極結(jié)構(gòu)；一般采用凸極結(jié)構(gòu)； 磁極表面安裝有起動(dòng)繞組（阻尼繞組）。磁極表面安裝有起動(dòng)繞組（阻尼繞組）。l 同步電動(dòng)機(jī)的同步電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 可以改善功率因數(shù)；可以改善功率因數(shù)； 低速時(shí)，同步電動(dòng)機(jī)的體積與重量比同容量、同低速時(shí)，同步電動(dòng)機(jī)的體積與重量比同容量、同轉(zhuǎn)速的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)要小；轉(zhuǎn)

2、速的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)要小； 氣隙大，氣隙大，Xd小，過(guò)載能力高，靜態(tài)穩(wěn)定性好。小，過(guò)載能力高，靜態(tài)穩(wěn)定性好。l 同步電動(dòng)機(jī)的同步電動(dòng)機(jī)的缺點(diǎn)缺點(diǎn) 起動(dòng)不方便；起動(dòng)不方便； 只適合恒速負(fù)載；只適合恒速負(fù)載； 結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高。結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高。4電機(jī)學(xué)教案，2008 by 重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力 電壓方程、相量圖電壓方程、相量圖l 功角特性功角特性l 功率方程、轉(zhuǎn)矩方程功率方程、轉(zhuǎn)矩方程l 功率因數(shù)特性功率因數(shù)特性l V形曲線形曲線l 起動(dòng)方法起動(dòng)方法5電機(jī)學(xué)教案，2008 by 重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力N定子合成磁場(chǎng)定子合成磁場(chǎng)N0S0主磁極

3、主磁極TensT1SN定子合成磁場(chǎng)定子合成磁場(chǎng)Te=0N0S0主磁極主磁極nsT1SN定子合成磁場(chǎng)定子合成磁場(chǎng)N0S0主磁極主磁極T2nsTe0EUIsXI j0EUIsXI j0EUIsXI j0 9000電動(dòng)機(jī)0超前發(fā)電機(jī)運(yùn)行判斷正負(fù)的角以000同相位，與補(bǔ)償機(jī)：，滯后于：，于：狀態(tài)。其來(lái)功率同步電機(jī)UEUEUE6電機(jī)學(xué)教案，2008 by 重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力XI jsaXIjRIUE0發(fā)電機(jī)慣例：發(fā)電機(jī)慣例：電動(dòng)機(jī)慣例：電動(dòng)機(jī)慣例：IIMsMaMXIjRIEU00EUIaRIM0EUMIsMXI jaMRIM同步電動(dòng)機(jī)電壓方程同步電動(dòng)機(jī)電壓方程M0EUa

4、RsXIIM7電機(jī)學(xué)教案，2008 by 重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力aXIjRIUE0發(fā)電機(jī)慣例：發(fā)電機(jī)慣例：電動(dòng)機(jī)慣例：電動(dòng)機(jī)慣例：IIMsMaMXIjRIEU0qqddaXIjXIjRIUE0qqMddMaMXIjXIjRIEU0qqMddMIIII8電機(jī)學(xué)教案，2008 by 重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力，023-651112299電機(jī)學(xué)教案，2008 by 重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力，023-651112290發(fā)電機(jī)慣例：發(fā)電機(jī)慣例：電動(dòng)機(jī)慣例：電動(dòng)機(jī)慣例：M吸收電功率02sin112sin20dqdeXXUmXUEmP制動(dòng)02sin112sin20dqsdssee

5、XXUmXUEmPT吸收電功率02sin112sin20MdqMdeXXUmXUEmP拖動(dòng)02sin112sin20MdqsMdsseeXXUmXUEmPT10電機(jī)學(xué)教案，2008 by 重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力率方程：功率方程：轉(zhuǎn)矩方程：轉(zhuǎn)矩方程：eCuaPpP12PpppPFee20TTTesFesseepppTPTPT022，其中：其中：11電機(jī)學(xué)教案，2008 by 重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力電機(jī)：發(fā)電機(jī)：電動(dòng)機(jī)：電動(dòng)機(jī)：0sin*0*seXUEP*0saXIjRIUE0sin*0*seXUET0sin*0*MseXUEP*0*sa

6、XIjRIEU0sin*0*MseXUET*0*1eTTT，*2*0*TTTe，12電機(jī)學(xué)教案，2008 by 重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力*2P前提：前提：UUN，IfIfN工作特性：工作特性：Tef(P2)IMf(P2)f(P2)cosf(P2)TeT0IMI013電機(jī)學(xué)教案，2008 by 重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力fIfI”fIfIfI”f1.01.0O*2PMcos超前超前滯后滯后結(jié)論：結(jié)論：l在同一勵(lì)磁電流下，隨在同一勵(lì)磁電流下，隨著負(fù)載的增加，功率因著負(fù)載的增加，功率因數(shù)從超前變到滯后；數(shù)從超前變到滯后；l在同一負(fù)載下，調(diào)節(jié)勵(lì)在同

7、一負(fù)載下，調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，可以改善功率磁電流，可以改善功率因數(shù)。因數(shù)。14電機(jī)學(xué)教案，2008 by 重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力MaeNXIjEURCPUU00，前提：CICEMMcossin0正常勵(lì)磁：正常勵(lì)磁：M=0，cosM=1，Q=0過(guò)勵(lì)磁：過(guò)勵(lì)磁：M0，cosM超前，超前，Q0，cosM滯后，滯后，Q0(感性感性)I0EsMXI jMIsMXI j 0EMM0EMIsMXI j U15電機(jī)學(xué)教案，2008 by 重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力常正常勵(lì)磁勵(lì)磁超前超前過(guò)勵(lì)過(guò)勵(lì)滯后滯后欠勵(lì)欠勵(lì)不穩(wěn)定區(qū)不穩(wěn)定區(qū)IfIMOPe=0Pe0P”e Pe

8、cos M=1cos M=0.8cos (-M)=0.8結(jié)論：結(jié)論：l調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，就調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，就可以調(diào)節(jié)同步電動(dòng)可以調(diào)節(jié)同步電動(dòng)機(jī)的無(wú)功電流和功機(jī)的無(wú)功電流和功率因數(shù)；率因數(shù)；l當(dāng)同步電動(dòng)機(jī)工作當(dāng)同步電動(dòng)機(jī)工作在過(guò)勵(lì)狀態(tài)時(shí)，向在過(guò)勵(lì)狀態(tài)時(shí)，向電網(wǎng)吸收電網(wǎng)吸收超前超前無(wú)功，無(wú)功，可改善電網(wǎng)的功率可改善電網(wǎng)的功率因數(shù)。因數(shù)。16電機(jī)學(xué)教案，2008 by 重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力率功率因數(shù)角因數(shù)角電壓與電電壓與電流的關(guān)系流的關(guān)系同步發(fā)電機(jī)同步發(fā)電機(jī)同步電動(dòng)機(jī)同步電動(dòng)機(jī)0I滯后于滯后于U向電網(wǎng)發(fā)出滯后向電網(wǎng)發(fā)出滯后的無(wú)功功率的無(wú)功功率(過(guò)勵(lì)過(guò)勵(lì))從電網(wǎng)吸收滯后從電網(wǎng)

9、吸收滯后的無(wú)功功率的無(wú)功功率(欠勵(lì)欠勵(lì))從電網(wǎng)吸收超前從電網(wǎng)吸收超前的無(wú)功功率的無(wú)功功率(過(guò)勵(lì)過(guò)勵(lì))向電網(wǎng)發(fā)出超前向電網(wǎng)發(fā)出超前的無(wú)功功率的無(wú)功功率(欠勵(lì)欠勵(lì))0(滯后滯后)Q0(滯后滯后)Q0(超前超前)18電機(jī)學(xué)教案，2008 by 重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力同步電動(dòng)機(jī)沒有自起動(dòng)同步電動(dòng)機(jī)沒有自起動(dòng)轉(zhuǎn)距轉(zhuǎn)距。定子通入三相對(duì)稱。定子通入三相對(duì)稱電流，在氣隙內(nèi)產(chǎn)生轉(zhuǎn)速電流，在氣隙內(nèi)產(chǎn)生轉(zhuǎn)速為為ns的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子通的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子通入直流勵(lì)磁，產(chǎn)生入直流勵(lì)磁，產(chǎn)生N、S極，極，定子前后半周對(duì)轉(zhuǎn)子磁極定子前后半周對(duì)轉(zhuǎn)子磁極的作用力相反，產(chǎn)生的平的作用力相反，產(chǎn)生的平均轉(zhuǎn)

10、距為零，無(wú)法自起動(dòng)。均轉(zhuǎn)距為零，無(wú)法自起動(dòng)。A AX XB BCYA AX XB BCYSaNa+AZA AX XB BCYA AX XB BCYSaNa+AZA AX XB BCYA AX XB BCYSaNa+AA AX XB BCYA AX XB BCYSaNaA AX XB BCYA AX XB BCYSaNa+AZNS19電機(jī)學(xué)教案，2008 by 重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力 異步起動(dòng)法異步起動(dòng)法l 輔助電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)起動(dòng)法輔助電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)起動(dòng)法l 變頻起動(dòng)法變頻起動(dòng)法20電機(jī)學(xué)教案，2008 by 重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力采用感應(yīng)電動(dòng)

11、機(jī)工作原理。在轉(zhuǎn)子極靴采用感應(yīng)電動(dòng)機(jī)工作原理。在轉(zhuǎn)子極靴上加裝起動(dòng)繞組（發(fā)電機(jī)稱為阻尼繞上加裝起動(dòng)繞組（發(fā)電機(jī)稱為阻尼繞組），起動(dòng)時(shí)，勵(lì)磁繞組不能開路（以組），起動(dòng)時(shí)，勵(lì)磁繞組不能開路（以免產(chǎn)生過(guò)大的感應(yīng)電勢(shì)，擊穿絕緣），免產(chǎn)生過(guò)大的感應(yīng)電勢(shì)，擊穿絕緣），亦不能直接短路（對(duì)起動(dòng)不利），需串亦不能直接短路（對(duì)起動(dòng)不利），需串入阻值約為入阻值約為10倍的電阻。當(dāng)異步起動(dòng)使倍的電阻。當(dāng)異步起動(dòng)使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速上升、轉(zhuǎn)接近同步速，加入直轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速上升、轉(zhuǎn)接近同步速，加入直流勵(lì)磁，進(jìn)入同步電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。流勵(lì)磁，進(jìn)入同步電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。21電機(jī)學(xué)教案，2008 by 重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力/p>

12、922電機(jī)學(xué)教案，2008 by 重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力 定義：一臺(tái)不帶機(jī)械負(fù)載的同步電動(dòng)機(jī)，定義：一臺(tái)不帶機(jī)械負(fù)載的同步電動(dòng)機(jī)，專門用于發(fā)出（或者吸收）無(wú)功功率，以專門用于發(fā)出（或者吸收）無(wú)功功率，以改善電網(wǎng)的功率因數(shù)。也稱改善電網(wǎng)的功率因數(shù)。也稱同步調(diào)相機(jī)同步調(diào)相機(jī)。l 相量圖：相量圖：0EsXIjI0EsXIjUIU過(guò)勵(lì)：電容器過(guò)勵(lì)：電容器欠勵(lì)：電感器欠勵(lì)：電感器結(jié)論結(jié)論：只要調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流的大小，就可：只要調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流的大小，就可以靈活的調(diào)節(jié)無(wú)功功率的大小與性質(zhì)。以靈活的調(diào)節(jié)無(wú)功功率的大小與性質(zhì)。23電機(jī)學(xué)教案，2008 by 重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院韓力當(dāng)電網(wǎng)負(fù)荷較大時(shí)，為了改善功率因素，同當(dāng)電網(wǎng)負(fù)荷較大時(shí)，為了改善功率因素，同步補(bǔ)償機(jī)應(yīng)過(guò)勵(lì)運(yùn)行。步補(bǔ)償機(jī)應(yīng)過(guò)勵(lì)運(yùn)行。l當(dāng)電網(wǎng)負(fù)荷