同步電動(dòng)機(jī)和同步調(diào)相機(jī)

關(guān)于同步電動(dòng)機(jī)和同步調(diào)相機(jī)第一頁(yè)，共十七頁(yè)，編輯于2023年，星期日[要求]●理解同步電機(jī)由發(fā)電機(jī)狀態(tài)過(guò)渡到電動(dòng)機(jī)狀態(tài)的可逆原理?！裾莆胀诫妱?dòng)機(jī)的電動(dòng)勢(shì)方程式、相量圖和功率因數(shù)的可調(diào)原理。●掌握同步電動(dòng)機(jī)的功角特性和磁阻電動(dòng)機(jī)的工作原理。●掌握同步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法?！裾莆胀秸{(diào)相機(jī)的工作原理和特點(diǎn)。第二頁(yè)，共十七頁(yè)，編輯于2023年，星期日15.1同步電動(dòng)機(jī)的工作原理同步電機(jī)可作：發(fā)電機(jī)運(yùn)行、電動(dòng)機(jī)運(yùn)行、調(diào)相機(jī)運(yùn)行。一、同步電機(jī)的可逆原理1.發(fā)電機(jī)運(yùn)行

電磁轉(zhuǎn)矩為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。

轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)在前合成磁場(chǎng)在后

機(jī)械功率→電功率第三頁(yè)，共十七頁(yè)，編輯于2023年，星期日逐漸調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)

空載2.空載運(yùn)行

如果撤去原動(dòng)機(jī):同步發(fā)電機(jī)空載運(yùn)行

電動(dòng)機(jī)

空載這是，合成磁場(chǎng)略超前轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)，若忽略空載損耗，則第四頁(yè)，共十七頁(yè)，編輯于2023年，星期日如果撤去原動(dòng)機(jī)，并帶上機(jī)械負(fù)載：3.同步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行合成磁場(chǎng)在前轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)在后電功率→機(jī)械功率電磁轉(zhuǎn)矩為驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩第五頁(yè)，共十七頁(yè)，編輯于2023年，星期日電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)空載第六頁(yè)，共十七頁(yè)，編輯于2023年，星期日二、同步電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)勢(shì)方程式及相量圖按發(fā)電機(jī)慣例畫圖，隱極同步電動(dòng)機(jī)的相量圖和等效電路：有功電流為負(fù)值，可見(jiàn)：無(wú)功電流滯后電壓90o發(fā)出負(fù)的有功功率，即從電網(wǎng)吸收有功功率；發(fā)出感性無(wú)功功率，即從電網(wǎng)吸收容性無(wú)功功率。說(shuō)明：發(fā)電機(jī)向電網(wǎng)第七頁(yè)，共十七頁(yè)，編輯于2023年，星期日隱極同步電動(dòng)機(jī)凸極同步電動(dòng)機(jī)按電動(dòng)機(jī)慣例畫圖，同步電動(dòng)機(jī)的相量圖：同步電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)勢(shì)平衡方程電流相量轉(zhuǎn)過(guò)第八頁(yè)，共十七頁(yè)，編輯于2023年，星期日可見(jiàn)，過(guò)勵(lì)運(yùn)行的同步電動(dòng)機(jī)，相當(dāng)于電容器，可提高電網(wǎng)的功率因數(shù)。同步電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：改變勵(lì)磁電流，可以改變無(wú)功電流的大小，從而改變功率因數(shù)的性質(zhì)及大小。過(guò)勵(lì)時(shí)，電動(dòng)機(jī)輸入的超前性（容性）無(wú)功電流增大；欠勵(lì)時(shí)，電動(dòng)機(jī)輸入的滯后性（感性）無(wú)功電流增大。電動(dòng)機(jī)輸入電流與發(fā)電機(jī)輸出電流方向相反，過(guò)勵(lì)時(shí)，發(fā)電機(jī)輸出滯后的電流，電動(dòng)機(jī)輸入超前的電流，電樞反應(yīng)有去磁作用；欠勵(lì)時(shí)，發(fā)電機(jī)輸出超前的電流，電動(dòng)機(jī)輸入滯后的電流，電樞反應(yīng)有增磁作用。同步電動(dòng)機(jī)的電樞反應(yīng)性質(zhì)：[例15.1.1]第九頁(yè)，共十七頁(yè)，編輯于2023年，星期日15.2同步電動(dòng)機(jī)的功角特性與磁阻電動(dòng)機(jī)一、同步電動(dòng)機(jī)的功角特性發(fā)出負(fù)功率，即吸收功率。發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，為正；電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，為負(fù)。按發(fā)電機(jī)來(lái)寫電動(dòng)機(jī)功角特性（吸收正功率）按電動(dòng)機(jī)來(lái)寫電動(dòng)機(jī)功角特性：（設(shè)為正）第十頁(yè)，共十七頁(yè)，編輯于2023年，星期日二、磁阻電動(dòng)機(jī)在小容量凸極同步電動(dòng)機(jī)中，轉(zhuǎn)子上不安放勵(lì)磁繞組，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的電磁功率為：該電磁功率對(duì)應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩，稱為磁阻轉(zhuǎn)矩?？梢?jiàn)，凸極同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子上無(wú)勵(lì)磁時(shí)，也能拖動(dòng)一定的機(jī)械負(fù)載工作。它是由于電機(jī)的交、直磁阻不等（）而產(chǎn)生的。這種電動(dòng)機(jī)稱為磁阻電動(dòng)機(jī)。第十一頁(yè)，共十七頁(yè)，編輯于2023年，星期日15.3同步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)一、同步電動(dòng)機(jī)不能自行起動(dòng)同步電動(dòng)機(jī)定子接入電源時(shí)，定子磁場(chǎng)立即以同步速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子因慣性不能立即旋轉(zhuǎn)起來(lái)，轉(zhuǎn)子時(shí)而受到逆時(shí)針?lè)较虻霓D(zhuǎn)矩，時(shí)而又受到順時(shí)針?lè)较虻霓D(zhuǎn)矩，因此起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子上的平均轉(zhuǎn)矩為零。所以，同步電動(dòng)機(jī)不能自行起動(dòng)

。第十二頁(yè)，共十七頁(yè)，編輯于2023年，星期日二、同步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法對(duì)于凸極同步電動(dòng)機(jī)，由于存在磁阻轉(zhuǎn)矩，很容易被拉入同步，因此，為了改善起動(dòng)性能，同步電動(dòng)機(jī)大多采用凸極式結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)子磁極表面裝有導(dǎo)條短路繞組，稱為起動(dòng)繞組，實(shí)際上也是阻尼繞組。起動(dòng)時(shí)，把勵(lì)磁繞組串聯(lián)一個(gè)比自身電阻大5～10倍電阻后再短接起來(lái)。當(dāng)定子加上電壓后，定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子起動(dòng)繞組產(chǎn)生異步轉(zhuǎn)矩，而使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)速上升到接近同步轉(zhuǎn)速時(shí)，再給轉(zhuǎn)子加上勵(lì)磁，把轉(zhuǎn)子拉入同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。注意：起動(dòng)時(shí)勵(lì)磁繞組不能開(kāi)路，否則將產(chǎn)生高電壓；勵(lì)磁繞組也不能直接短路，否則對(duì)起動(dòng)將產(chǎn)生不利影響。1.異步起動(dòng)第十三頁(yè)，共十七頁(yè)，編輯于2023年，星期日選用與同步電動(dòng)機(jī)極數(shù)相同的異步電動(dòng)機(jī)（容量為主機(jī)的5%～15%）作為輔助電動(dòng)機(jī)。首先給輔助電動(dòng)機(jī)加交流電源，使其拖動(dòng)同步電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速時(shí)，用自整步法將主機(jī)投入電源，并切斷輔助電動(dòng)機(jī)電源。這種方法只適合于空載起動(dòng)，所需設(shè)備較多，操作復(fù)雜。2.輔助電動(dòng)機(jī)起動(dòng)3.變頻起動(dòng)同步電動(dòng)機(jī)采用變頻電源供電。起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子繞組加勵(lì)磁建立磁極磁場(chǎng)，定子繞組接變頻電源，以低頻電壓進(jìn)行起動(dòng)。隨著轉(zhuǎn)速升高逐步上調(diào)電源頻率，則轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速將始終跟隨定子磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速而同步上升，直至額定轉(zhuǎn)速。變頻起動(dòng)過(guò)程平穩(wěn)，性能優(yōu)越。采用變頻器供電的交流電動(dòng)機(jī)還可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。第十四頁(yè)，共十七頁(yè)，編輯于2023年，星期日15.4同步調(diào)相機(jī)同步調(diào)相機(jī)，也稱同步補(bǔ)償機(jī)，是一種專門設(shè)計(jì)的無(wú)功功率發(fā)電機(jī)，準(zhǔn)確說(shuō)，就是不帶機(jī)械負(fù)載的同步電動(dòng)機(jī)。它不發(fā)有功，只發(fā)無(wú)功，調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流大小可以調(diào)節(jié)無(wú)功大小及性質(zhì)。正常勵(lì)磁過(guò)勵(lì)欠勵(lì)同步調(diào)相機(jī)的相量圖忽略損耗，則定子電流全是無(wú)功電流。正常勵(lì)磁不發(fā)無(wú)功功率。過(guò)勵(lì)時(shí)：向電網(wǎng)發(fā)出感性無(wú)功功率，即從電網(wǎng)吸取容性無(wú)功功率，調(diào)相機(jī)起電容器的作用。欠勵(lì)時(shí)：向電網(wǎng)發(fā)出容性無(wú)功功率，即從電網(wǎng)吸取感性無(wú)功功率。第十五頁(yè)，共十七頁(yè)，編輯于2023年，星期日在電力網(wǎng)中，每100萬(wàn)kVA的發(fā)電容量，一般要求有15～30萬(wàn)kVa