同步電動(dòng)機(jī)與同步補(bǔ)償機(jī)

1、l 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)簡介同步補(bǔ)償機(jī)簡介l 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)速的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)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(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

2、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。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(dòng)方法起動(dòng)方法SN定子合成磁場(chǎng)定子合成磁場(chǎng)N0S0主磁極主磁極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 90sXI 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：IIM0EUIaRIM0EUMIsMX

3、I jaMRIM同步電動(dòng)機(jī)電壓方程同步電動(dòng)機(jī)電壓方程M0EUaRsXIIMsaXIjRIUE0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：IIMsMaMXIjRIEU0qqddaXIjXIjRIUE0qqMddMaMXIjXIjRIEU0qqMddMIIII0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)02sin112sin20dqsdsseeXXUmXUEmPT吸收電功率02sin112sin20MdqMdeXXUmXUEmP拖動(dòng)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(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*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(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

5、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)。sMaeNXIjEURCPUU00，前提：CICEMMcossin0正常勵(lì)磁：正常勵(lì)磁：M=0，cosM=1，Q=0過勵(lì)磁：過勵(lì)磁：M0，cosM超前，超前，Q0，cosM滯后，滯后，Q0(感性感性)I0EsMXI jMIsMXI j 0EMM0EMIsMXI j U正常正常勵(lì)磁勵(lì)磁超前超前過勵(lì)過勵(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 Pecos 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

6、動(dòng)可以調(diào)節(jié)同步電動(dòng)機(jī)的無功電流和功機(jī)的無功電流和功率因數(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)工作在過勵(lì)狀態(tài)時(shí)，向在過勵(lì)狀態(tài)時(shí)，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(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)出滯后的無功功率的無功功率(過勵(lì)過勵(lì))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(lì)欠勵(lì))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(lì)過勵(lì))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(lì)欠勵(lì))0(滯后滯后)Q0(滯后滯后)Q0(超

7、前超前) 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)距為零，無法自起動(dòng)。均轉(zhuǎn)距為零，無法自起動(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 X

8、B BCYA AX XB BCYSaNa+AZNSl 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 采用感應(yīng)電動(dòng)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)生過大的感應(yīng)電勢(shì)，擊穿絕緣），免產(chǎn)生過大的感應(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

9、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)。l 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(jī)同步調(diào)相機(jī)。l 相量圖：相量圖：0EsXIjI0EsXIjUIU過勵(lì)：電容器過勵(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(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)過勵(lì)運(yùn)行。步補(bǔ)償機(jī)應(yīng)過勵(lì)運(yùn)行。l當(dāng)電網(wǎng)負(fù)荷很輕時(shí)，高壓長輸