同步電動機與同步補償機

1、l 同步電動機概述同步電動機概述l 同步電動機的工作原理同步電動機的工作原理l 同步補償機簡介同步補償機簡介l 同步電動機的同步電動機的結(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繞組（阻尼繞組）。磁極表面安裝有起動繞組（阻尼繞組）。l 同步電動機的同步電動機的優(yōu)點優(yōu)點 可以改善功率因數(shù)；可以改善功率因數(shù)； 低速時，同步電動機的體積與重量比同容量、同低速時，同步電動機的體積與重量比同容量、同轉(zhuǎn)速的感應(yīng)電動機要??；轉(zhuǎn)速的感應(yīng)電動機要??； 氣隙大，氣隙大，Xd小，過載能力高，靜態(tài)穩(wěn)定性好。小，過載能力高，靜態(tài)穩(wěn)定性好。l 同步電動機的同步電動機的缺點缺點 起動不方便；起動不方

2、便； 只適合恒速負載；只適合恒速負載； 結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高。結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高。l 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 起動方法起動方法SN定子合成磁場定子合成磁場N0S0主磁極主磁極TensT1SN定子合成磁場定子合成磁場Te=0N0S0主磁極主磁極nsT1SN定子合成磁場定子合成磁場N0S0主磁極主磁極T2nsTe0EUIsXI j0EUIsXI j0EUIsXI j0 90sXI jsaXIjRIUE0發(fā)電機慣例：發(fā)電機慣例：電動機慣例：電動機慣例：IIM0EUIaRIM0EUMIsMX

3、I jaMRIM同步電動機電壓方程同步電動機電壓方程M0EUaRsXIIMsaXIjRIUE0發(fā)電機慣例：發(fā)電機慣例：電動機慣例：電動機慣例：IIMsMaMXIjRIEU0qqddaXIjXIjRIUE0qqMddMaMXIjXIjRIEU0qqMddMIIII0發(fā)電機慣例：發(fā)電機慣例：電動機慣例：電動機慣例：M吸收電功率02sin112sin20dqdeXXUmXUEmP制動02sin112sin20dqsdsseeXXUmXUEmPT吸收電功率02sin112sin20MdqMdeXXUmXUEmP拖動02sin112sin20MdqsMdsseeXXUmXUEmPT功率方程：功率方程：轉(zhuǎn)

4、矩方程：轉(zhuǎn)矩方程：sFesseepppTPTPT022，其中：其中：發(fā)電機：發(fā)電機：電動機：電動機：0sin*0*seXUEP*0saXIjRIUE0sin*0*seXUET0sin*0*MseXUEP*0*saXIjRIEU0sin*0*MseXUET*0*1eTTT，*2*0*TTTe，O*2P前提：前提：UUN，IfIfN工作特性：工作特性：Tef(P2)IMf(P2)f(P2)cosf(P2)TeT0IMI0IfIfI”fIfIfI”f1.01.0O*2PMcos超前超前滯后滯后結(jié)論：結(jié)論：l在同一勵磁電流下，隨在同一勵磁電流下，隨著負載的增加，功率因著負載的增加，功率因數(shù)從超前變到滯

5、后；數(shù)從超前變到滯后；l在同一負載下，調(diào)節(jié)勵在同一負載下，調(diào)節(jié)勵磁電流，可以改善功率磁電流，可以改善功率因數(shù)。因數(shù)。sMaeNXIjEURCPUU00，前提：CICEMMcossin0正常勵磁：正常勵磁：M=0，cosM=1，Q=0過勵磁：過勵磁：M0，cosM超前，超前，Q0，cosM滯后，滯后，Q0(感性感性)I0EsMXI jMIsMXI j 0EMM0EMIsMXI j U正常正常勵磁勵磁超前超前過勵過勵滯后滯后欠勵欠勵不穩(wěn)定區(qū)不穩(wěn)定區(qū)IfIMOPe=0Pe0P”e Pecos M=1cos M=0.8cos (-M)=0.8結(jié)論：結(jié)論：l調(diào)節(jié)勵磁電流，就調(diào)節(jié)勵磁電流，就可以調(diào)節(jié)同步電

6、動可以調(diào)節(jié)同步電動機的無功電流和功機的無功電流和功率因數(shù)；率因數(shù)；l當同步電動機工作當同步電動機工作在過勵狀態(tài)時，向在過勵狀態(tài)時，向電網(wǎng)吸收電網(wǎng)吸收超前超前無功，無功，可改善電網(wǎng)的功率可改善電網(wǎng)的功率因數(shù)。因數(shù)。功率功率因數(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)電機同步發(fā)電機同步電動機同步電動機0I滯后于滯后于U向電網(wǎng)發(fā)出滯后向電網(wǎng)發(fā)出滯后的無功功率的無功功率(過勵過勵)從電網(wǎng)吸收滯后從電網(wǎng)吸收滯后的無功功率的無功功率(欠勵欠勵)從電網(wǎng)吸收超前從電網(wǎng)吸收超前的無功功率的無功功率(過勵過勵)向電網(wǎng)發(fā)出超前向電網(wǎng)發(fā)出超前的無功功率的無功功率(欠勵欠勵)0(滯后滯后)Q0(滯后滯后)Q0(超

7、前超前) 同步電動機沒有自起動同步電動機沒有自起動轉(zhuǎn)距轉(zhuǎn)距。定子通入三相對稱。定子通入三相對稱電流，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，轉(zhuǎn)子通的旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)子通入直流勵磁，產(chǎn)生入直流勵磁，產(chǎn)生N、S極，極，定子前后半周對轉(zhuǎn)子磁極定子前后半周對轉(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)距為零，無法自起動。均轉(zhuǎn)距為零，無法自起動。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 X

8、B BCYA AX XB BCYSaNa+AZNSl 異步起動法異步起動法l 輔助電動機拖動起動法輔助電動機拖動起動法l 變頻起動法變頻起動法 采用感應(yīng)電動機工作原理。在轉(zhuǎn)子極靴采用感應(yīng)電動機工作原理。在轉(zhuǎn)子極靴上加裝起動繞組（發(fā)電機稱為阻尼繞上加裝起動繞組（發(fā)電機稱為阻尼繞組），起動時，勵磁繞組不能開路（以組），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），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），需串亦不能直接短路（對起動不利），需串入阻值約為入阻值約為10倍的電阻。當異步起動使倍的電阻。當異步起動使轉(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

9、近同步速，加入直流勵磁，進入同步電機運行狀態(tài)。流勵磁，進入同步電機運行狀態(tài)。l 定義：一臺不帶機械負載的同步電動機，定義：一臺不帶機械負載的同步電動機，專門用于發(fā)出（或者吸收）無功功率，以專門用于發(fā)出（或者吸收）無功功率，以改善電網(wǎng)的功率因數(shù)。也稱改善電網(wǎng)的功率因數(shù)。也稱同步調(diào)相機同步調(diào)相機。l 相量圖：相量圖：0EsXIjI0EsXIjUIU過勵：電容器過勵：電容器欠勵：電感器欠勵：電感器結(jié)論結(jié)論：只要調(diào)節(jié)勵磁電流的大小，就可：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)。以靈活的調(diào)節(jié)無功功率的大小與性質(zhì)。l當電網(wǎng)負荷較大時，為了改善功率因素，同當電網(wǎng)負荷較大時，為了改善功率因素，同步補償機應(yīng)過勵運行。步補償機應(yīng)過勵運行。l當電網(wǎng)負荷很輕時，高壓長輸