同步電動機與同步補償機分析課件

同步電動機

與同步補償機電機學6.91同步電動機概述同步電動機的工作原理同步補償機簡介本節(jié)內容2電機學教案，?2008by重慶大學電氣工程學院韓力，hanli@步電動機的結構一般采用凸極結構；磁極表面安裝有起動繞組（阻尼繞組）。同步電動機的優(yōu)點可以改善功率因數(shù)；低速時，同步電動機的體積與重量比同容量、同轉速的感應電動機要小；氣隙大，Xd小，過載能力高，靜態(tài)穩(wěn)定性好。同步電動機的缺點起動不方便；只適合恒速負載；結構復雜、成本高。同步電動機概述3電機學教案，?2008by重慶大學電氣工程學院韓力，hanli@壓方程、相量圖功角特性功率方程、轉矩方程功率因數(shù)特性V形曲線起動方法同步電動機工作原理4電機學教案，?2008by重慶大學電氣工程學院韓力，hanli@步電機運行狀態(tài)的變化SN定子合成磁場N0S0主磁極TeδnsT1SN定子合成磁場Te=0N0S0主磁極nsT1SN定子合成磁場N0S0主磁極T2δnsTe5電機學教案，?2008by重慶大學電氣工程學院韓力，hanli@步電機電壓方程與相量圖發(fā)電機慣例：電動機慣例：同步電動機電壓方程～6電機學教案，?2008by重慶大學電氣工程學院韓力，hanli@步電機電壓方程與相量圖發(fā)電機慣例：電動機慣例：7電機學教案，?2008by重慶大學電氣工程學院韓力，hanli@極同步電動機的相量圖8電機學教案，?2008by重慶大學電氣工程學院韓力，hanli@步電動機的功角特性發(fā)電機慣例：電動機慣例：9電機學教案，?2008by重慶大學電氣工程學院韓力，hanli@步電動機的

功率方程和轉矩方程功率方程：轉矩方程：其中：10電機學教案，?2008by重慶大學電氣工程學院韓力，hanli@極同步電機的標幺值系統(tǒng)發(fā)電機：電動機：11電機學教案，?2008by重慶大學電氣工程學院韓力，hanli@步電動機的工作特性O前提：U＝UN，If＝IfN工作特性：Te＝f(P2)IM＝f(P2)η＝f(P2)cosφ＝f(P2)ηTeT0IMI012電機學教案，?2008by重慶大學電氣工程學院韓力，hanli@步電動機的功率因數(shù)特性IfI’fI”fIf<I’f<I”f1.01.0O超前滯后結論：在同一勵磁電流下，隨著負載的增加，功率因數(shù)從超前變到滯后；在同一負載下，調節(jié)勵磁電流，可以改善功率因數(shù)。13電機學教案，?2008by重慶大學電氣工程學院韓力，hanli@步電動機無功功率的調節(jié)正常勵磁：φM=0，cosφM=1，Q=0過勵磁：φM<0，cosφM超前，Q<0(容性)欠勵磁：φM>0，cosφM滯后，Q>0(感性)14電機學教案，?2008by重慶大學電氣工程學院韓力，hanli@步電動機的V形曲線正常勵磁超前過勵滯后欠勵不穩(wěn)定區(qū)IfIMOPe=0P’e>0P”e>P’ecos

φM=1cos

φM=0.8cos(-φM)=0.8結論：調節(jié)勵磁電流，就可以調節(jié)同步電動機的無功電流和功率因數(shù)；當同步電動機工作在過勵狀態(tài)時，向電網(wǎng)吸收超前無功，可改善電網(wǎng)的功率因數(shù)。15電機學教案，?2008by重慶大學電氣工程學院韓力，hanli@前與滯后的無功功率功率因數(shù)角電壓與電流的關系同步發(fā)電機同步電動機φ>0I滯后于U向電網(wǎng)發(fā)出滯后的無功功率(過勵)從電網(wǎng)吸收滯后的無功功率(欠勵)從電網(wǎng)吸收超前的無功功率(過勵)向電網(wǎng)發(fā)出超前的無功功率(欠勵)φ<0I超前于U向電網(wǎng)發(fā)出超前的無功功率(欠勵)從電網(wǎng)吸收超前的無功功率(過勵)從電網(wǎng)吸收滯后的無功功率(欠勵)向電網(wǎng)發(fā)出滯后的無功功率(過勵)16電機學教案，?2008by重慶大學電氣工程學院韓力，hanli@勵過勵超前與滯后的無功功率無窮大電網(wǎng)Q>0(滯后)Q<0(超前)Q>0(滯后)Q<0(超前)17電機學教案，?2008by重慶大學電氣工程學院韓力，hanli@步電動機的起動問題

同步電動機沒有自起動轉距。定子通入三相對稱電流，在氣隙內產生轉速為ns的旋轉磁場，轉子通入直流勵磁，產生N、S極，定子前后半周對轉子磁極的作用力相反，產生的平均轉距為零，無法自起動。AXBCYAXBCYSaNa+AZAXBCYAXBCYSaNa+AZAXBCYAXBCYSaNa+AAXBCYAXBCYSaNaAXBCYAXBCYSaNa+AZNS18電機學教案，?2008by重慶大學電氣工程學院韓力，hanli@步起動法輔助電動機拖動起動法變頻起動法同步電動機的起動方法19電機學教案，?2008by重慶大學電氣工程學院韓力，hanli@用感應電動機工作原理。在轉子極靴上加裝起動繞組（發(fā)電機稱為阻尼繞組），起動時，勵磁繞組不能開路（以免產生過大的感應電勢，擊穿絕緣），亦不能直接短路（對起動不利），需串入阻值約為10倍的電阻。當異步起動使轉子轉速上升、轉接近同步速，加入直流勵磁，進入同步電機運行狀態(tài)。同步電動機的異步起動法20電機學教案，?2008by重慶大學電氣工程學院韓力，hanli@步電動機的異步起動法21電機學教案，?2008by重慶大學電氣工程學院韓力，hanli@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，以改善電網(wǎng)的功率因數(shù)。也稱同步調相機。相量圖：同步補償機過勵：電容器欠勵：電感器結論：只要調節(jié)勵磁電流的大小，就可以靈活的調節(jié)無功功率的大小與性質。22電機學教案，?2008by重慶大學電氣工程學院韓力，hanli@電網(wǎng)負荷較大時，為了改善功率因素，同步補償機應過勵運行。當電網(wǎng)負荷很輕時，高壓長輸電線路將呈現(xiàn)較大的電容作用，使受端電網(wǎng)電壓升高。此時，同步補償機應運行在欠勵狀態(tài)，吸收電網(wǎng)中多余的無功功