同步電動(dòng)機(jī)的基本工作原理和結(jié)構(gòu)

1、6.1 同步電動(dòng)機(jī)的基本工作原理和結(jié)構(gòu) 6.1.1 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 同步電機(jī)有旋轉(zhuǎn)磁極式和旋轉(zhuǎn)電樞式兩種結(jié)構(gòu)形式。由于旋轉(zhuǎn)磁極式具有轉(zhuǎn)子重量小、制造工藝較簡(jiǎn)單、通過(guò)電刷和滑環(huán)的電流較小等優(yōu)點(diǎn)，大中容量的同步電動(dòng)機(jī)多采用旋轉(zhuǎn)磁極式結(jié)構(gòu)。根據(jù)轉(zhuǎn)子形狀的不同，旋轉(zhuǎn)磁極式又可分為凸極式和隱極式兩種，如圖6.1所示。凸極式多用于要求低轉(zhuǎn)速的場(chǎng)合，其轉(zhuǎn)子粗而短，氣隙不均勻。隱極式多用于要求高轉(zhuǎn)速的場(chǎng)合，其轉(zhuǎn)子細(xì)而長(zhǎng)，氣隙均勻。（a）凸極式 （b）隱極式 圖6.1 同步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖 同步電機(jī)與其他旋轉(zhuǎn)電機(jī)一樣，由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成。旋轉(zhuǎn)磁極式同步電機(jī)的定子主要由機(jī)座、鐵心和定子繞組構(gòu)成。為減小磁滯和渦流

2、損耗，定子鐵心采用薄硅鋼片疊裝而成，定子鐵心的內(nèi)表面嵌有在空間上對(duì)稱的三相繞組。轉(zhuǎn)子主要由轉(zhuǎn)軸、滑環(huán)、鐵心和轉(zhuǎn)子繞組構(gòu)成。為兼顧導(dǎo)磁性能和機(jī)械強(qiáng)度的要求，轉(zhuǎn)子鐵心常采用高強(qiáng)度合金鋼鍛制而成。轉(zhuǎn)子鐵心上裝有勵(lì)磁繞組，其兩個(gè)出線端與兩個(gè)滑環(huán)分別相接。為便于啟動(dòng)，凸極式轉(zhuǎn)子磁極的表面還裝有用黃銅制成的導(dǎo)條，在磁極的兩個(gè)端面分別用一個(gè)銅環(huán)將導(dǎo)條連接起來(lái)構(gòu)成一個(gè)不完全的籠形啟動(dòng)繞組。6.1.2 工作原理 同步電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，定子的三相繞組中通入三相對(duì)稱電流，轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁繞組通入直流電流。 在定子三相對(duì)稱繞組中通入三相交變電流時(shí)，將在氣隙中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。在轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組中通入直流電流時(shí)，將產(chǎn)生極性恒定的靜止磁場(chǎng)。若轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的磁極對(duì)數(shù)與定子磁場(chǎng)的磁極對(duì)數(shù)相等，轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)因受定子磁場(chǎng)磁拉力作用而隨定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步旋轉(zhuǎn)，即轉(zhuǎn)子以等同于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度、方向旋轉(zhuǎn)，這就是同步電動(dòng)機(jī)的基本工作原理。 定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子的速度為 ，稱為同步轉(zhuǎn)速。它的大小只決定于電源頻率 的大小和定、轉(zhuǎn)子的極對(duì)數(shù)p，不會(huì)因負(fù)載變化而改變。定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)或轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向決定于通入定