同步電機(jī)的基本工作原理與結(jié)構(gòu).ppt

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6 1同步電機(jī)的基本工作原理與結(jié)構(gòu) 6 2同步發(fā)電機(jī)的空載運(yùn)行 6 3同步發(fā)電機(jī)的電樞反應(yīng) 6 4同步發(fā)電機(jī)的負(fù)載運(yùn)行 6 5同步發(fā)電機(jī)的并聯(lián)運(yùn)行 6 6同步電動(dòng)機(jī)和同步調(diào)相機(jī) 思考題與習(xí)題 同步電機(jī)是交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)的一種 因其轉(zhuǎn)速恒等于同步速機(jī)時(shí)得名 同步電機(jī)主要用作發(fā)電機(jī) 也可用作電動(dòng)機(jī)和調(diào)相機(jī) 本章主要分析同步發(fā)電機(jī)的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行原理和運(yùn)行特性 簡(jiǎn)要分析同步電動(dòng)機(jī)和調(diào)相機(jī)的運(yùn)行狀態(tài) 1同步電機(jī)的基本工作原理與結(jié)構(gòu) 1 1同步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 以汽輪發(fā)電機(jī)為例 返回 返回 1 汽輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu) 1 定子鐵心 返回 返回 1 汽輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu) 返回 2 水輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu) 1 立式水輪發(fā)電機(jī) 2 臥式水輪發(fā)電機(jī) 2 水輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu) 10000kW水輪機(jī)轉(zhuǎn)子 1 發(fā)電環(huán)節(jié) 各種電機(jī) 引進(jìn)600MW汽輪發(fā)電機(jī) 國(guó)產(chǎn)300MW汽輪發(fā)電機(jī) 國(guó)產(chǎn)200MW汽輪發(fā)電機(jī)定子 國(guó)產(chǎn)200MW汽輪發(fā)電機(jī)定子鐵心 現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的水輪發(fā)電機(jī) 1同步電機(jī)的基本工作原理與結(jié)構(gòu) 1 2同步電機(jī)的基本工作原理與分類 一 同步發(fā)電機(jī)的基本工作原理 大小 頻率 勵(lì)磁繞組通入直流電流后建立恒定磁場(chǎng) 原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)轉(zhuǎn)子以轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時(shí) 其磁場(chǎng)切割定子繞組而感應(yīng)交流電動(dòng)勢(shì) 相序 由轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向決定 波形 由可知 波形取決于的空間分布 發(fā)電機(jī)的物理過(guò)程可用圖示表示 旋轉(zhuǎn)示意圖1 旋轉(zhuǎn)示意圖2 二 同步電機(jī)的分類 按運(yùn)行方式 同步電機(jī)分發(fā)電機(jī) 電動(dòng)機(jī)和調(diào)相機(jī) 按結(jié)構(gòu)型式 同步電機(jī)分旋轉(zhuǎn)電樞式和旋轉(zhuǎn)磁極式 旋轉(zhuǎn)磁極式同步電機(jī)按磁極形狀 又分隱極式和凸極式兩種 按原動(dòng)機(jī)類別 同步電機(jī)分為汽輪發(fā)電機(jī) 水輪發(fā)電機(jī)和柴油發(fā)電機(jī)等 汽輪發(fā)電機(jī)一般作成隱極式 現(xiàn)代汽輪發(fā)電機(jī)均為2極 轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn) 分鐘 水輪發(fā)電機(jī)采用凸極式 極數(shù)多 轉(zhuǎn)速低 同步電動(dòng)機(jī) 柴油發(fā)電機(jī)和調(diào)相機(jī)一般作成凸極式 1 3同步電機(jī)的額定值 對(duì)同步發(fā)電機(jī)額定值之間關(guān)系為 額定運(yùn)行時(shí)加在三相定子繞組上的線電壓 指電機(jī)額定運(yùn)行時(shí) 輸出功率的保證值 同步發(fā)電機(jī)是指輸出的額定視在功率或有功功率 單位是KVA或KW 電動(dòng)機(jī)額定容量是指額定條件下轉(zhuǎn)軸上輸出的機(jī)械功率 單位是KW 調(diào)相機(jī)用KVA或Kvar表示 在額定運(yùn)行狀態(tài)下三相定子繞組的線電流 2同步發(fā)電機(jī)的空載運(yùn)行 電磁關(guān)系 空載特性 同步發(fā)電機(jī)被原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)到同步轉(zhuǎn)速 勵(lì)磁繞組中通入直流電流 定子繞組開(kāi)路的運(yùn)行稱為空載運(yùn)行 空載電動(dòng)勢(shì)大小 3同步電機(jī)的電樞反應(yīng) 電樞反應(yīng) 電機(jī)帶上負(fù)載后 電樞磁動(dòng)勢(shì)的基波在氣隙中使氣隙磁通的大小及位置均發(fā)生變化 這種影響稱為電樞反應(yīng) 電樞反應(yīng)的性質(zhì) 取決于電樞磁動(dòng)勢(shì)基波和勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)基波之間的相對(duì)位置 即與空載電動(dòng)勢(shì)和電樞電流之間的夾角有關(guān) 勵(lì)磁磁勢(shì)和電樞磁勢(shì)的區(qū)別 3 1時(shí)的電樞反應(yīng) 電樞反應(yīng)性質(zhì) 交軸電樞反應(yīng) 空載電動(dòng)勢(shì)和電樞電流同相位 3 2時(shí)的電樞反應(yīng) 空載電動(dòng)勢(shì)超前電樞電流 6 3 3時(shí)的電樞反應(yīng) 空載電動(dòng)勢(shì)滯后電樞電流 6 3 4一般情況下的電樞反應(yīng) 空載電動(dòng)勢(shì)超前電樞電流角 此種情況下 直軸分量 交軸分量 直軸分量電流產(chǎn)生的合成磁動(dòng)勢(shì) 交軸分量電流產(chǎn)生的合成磁動(dòng)勢(shì) 6 3 4一般情況下的電樞反應(yīng) 總結(jié) 6 3 5電樞反應(yīng)與機(jī) 電能量轉(zhuǎn)換 電樞反應(yīng)是同步電機(jī)在負(fù)載運(yùn)行時(shí)的重要物理現(xiàn)象 它不僅是引起端電壓變化的主要原因 而且也是電機(jī)實(shí)現(xiàn)機(jī) 電能量轉(zhuǎn)換的樞紐 輸出的有功功率越大 有功分量電流就越大 交軸電樞反應(yīng)越強(qiáng) 越大 這就要求原動(dòng)機(jī)輸入更大的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩 維持電機(jī)的轉(zhuǎn)速不變 說(shuō)明發(fā)電機(jī)帶感性 或容性 無(wú)功負(fù)載時(shí) 不需要原動(dòng)機(jī)增加能量 但是直軸去磁 或助磁 電樞反應(yīng)對(duì)氣隙磁場(chǎng)有去磁 或助磁 作用 致使電壓下降 或上升 為維持電壓恒定所需的勵(lì)磁電流也需要相應(yīng)增加 或減小 直軸電樞反應(yīng)磁場(chǎng)與勵(lì)磁電流共同作用 在勵(lì)磁繞組上產(chǎn)生電磁力 但不能形成電磁轉(zhuǎn)矩 一般情況下 發(fā)電機(jī)既帶有功負(fù)載 又帶感性無(wú)功負(fù)載 有功電流的變化影響發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速及頻率 無(wú)功電流的變化影響發(fā)電機(jī)的電壓 綜上所述 交軸電樞反應(yīng)的存在是實(shí)現(xiàn)機(jī) 電能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵 為了保持發(fā)電機(jī)的頻率和電壓的穩(wěn)定 必須隨負(fù)載變化及時(shí)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的輸入功率和勵(lì)磁電流 6 4 1凸極同步發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)方程和相量圖 4同步電機(jī)的負(fù)載運(yùn)行 一 凸極同步發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)方程 電磁關(guān)系 不計(jì)磁路飽和時(shí)有下列關(guān)系 由于 且令 則電動(dòng)勢(shì)平衡方程 分別表征在對(duì)稱負(fù)載下 單位直軸或交軸三相電流產(chǎn)生的總電樞磁場(chǎng)在電樞每一相繞組中感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì) 二 凸極同步發(fā)電機(jī)的相量圖 作圖步驟 6 4 2隱極同步發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)方程 相量圖和等效電路 一 電動(dòng)勢(shì)方程 電磁關(guān)系 不計(jì)磁路飽和時(shí)有下列關(guān)系 令 電動(dòng)勢(shì)平衡方程 同步電抗 表征在對(duì)稱負(fù)載下 單位三相電流產(chǎn)生的電樞總磁場(chǎng)在電樞每一相繞組中感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì) 二 等效電路和相量圖 等效電路 相量圖 根據(jù)相量圖可求出 當(dāng)忽略電樞回路電阻時(shí)得到的等效電路稱為簡(jiǎn)化等效電路 對(duì)應(yīng)的相量圖稱為簡(jiǎn)化相量圖 思考題 分別作出汽輪同步發(fā)電機(jī)帶阻性 純感性 純?nèi)菪?電感性 電容性負(fù)載時(shí)的簡(jiǎn)化相量圖 并說(shuō)明各種情況下電樞反應(yīng)的性質(zhì) 6 4 3同步發(fā)電機(jī)特性 一 空載特性 定義 空載特性是發(fā)電機(jī)的基本特性之一 它一方面表征了磁路的飽和情況 另一方面把它和短路特性 零功率因數(shù)負(fù)載特性配合 可確定電機(jī)的基本參數(shù) 額定勵(lì)磁電流和電壓變化率等 實(shí)際生產(chǎn)中 它還可以檢查三相電樞繞組的對(duì)稱性 匝間短路 判斷勵(lì)磁繞組和定子鐵心有無(wú)故障等 二 短路特性 定義 短路時(shí)的等效電路 短路特性曲線 短路特性與空載特性配合可以求出電機(jī)的同步電抗 三 外特性 定義 外特性曲線 當(dāng)發(fā)電機(jī)帶阻性和感性負(fù)載時(shí) 外特性是下降的 原因是電樞反應(yīng)的去磁作用和電樞漏阻抗產(chǎn)生了電壓降 帶容性負(fù)載時(shí)且 發(fā)電機(jī)負(fù)載的容抗大于同步電抗 時(shí) 外特性是上升的 原因是電樞反應(yīng)的助磁作用和容性電流在漏抗上的壓降 四 調(diào)節(jié)特性 定義 調(diào)整特性曲線 在感性和阻性負(fù)載時(shí) 隨著負(fù)載電流的增加 必須增加勵(lì)磁電流 補(bǔ)償電樞反應(yīng)的去磁作用和漏阻抗壓降 保持端電壓恒定 對(duì)容性負(fù)載 隨著負(fù)載電流的增加 必須減小勵(lì)磁電流 在功率因數(shù)一定情況下 根據(jù)調(diào)整特性曲線 可確定在負(fù)載變化范圍內(nèi) 維持電壓不變所需的勵(lì)磁電流的變化范圍 運(yùn)行人員可利用調(diào)整特性曲線 使系統(tǒng)中無(wú)功功率的分配更合理一些 并聯(lián)運(yùn)行的含義 5同步電機(jī)的并聯(lián)運(yùn)行 1 提高供電的可靠性 2 提高供電的經(jīng)濟(jì)性 3 提高電能的質(zhì)量 無(wú)窮大電網(wǎng)的含義 將兩臺(tái)或更多臺(tái)發(fā)電機(jī)分別接在電力系統(tǒng)對(duì)應(yīng)母線上 或通過(guò)變壓器 輸電線接在電力系統(tǒng)的公共母線上 共同向負(fù)荷供電 并聯(lián)運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn) 并列方法 1 準(zhǔn)同期法2 自同期法 6 5 1并聯(lián)運(yùn)行的條件 一 準(zhǔn)同期并列的條件 1 待并發(fā)電機(jī)的電壓與電網(wǎng)電壓大小相等 2 待并發(fā)電機(jī)電壓相位相同與電網(wǎng)電壓相位相同 3 待并發(fā)電機(jī)電壓頻率與電網(wǎng)電壓頻率相同 4 待并發(fā)電機(jī)的相序與電網(wǎng)的相序相同 上述條件 4 一般在安裝發(fā)電機(jī)時(shí) 根據(jù)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)向確定了發(fā)電機(jī)的相序而滿足 因此運(yùn)行人員在并列時(shí)只需調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)使其滿足其它三個(gè)條件即可 不滿足任一條件的并列稱為非同期并列 將對(duì)電機(jī)產(chǎn)生嚴(yán)重的危害 重點(diǎn)內(nèi)容 1 電壓大小不等 此時(shí) ab兩端有電位差 在電位差的作用下發(fā)電機(jī)產(chǎn)生沖擊電流 即 沖擊電流為無(wú)功分量 不會(huì)加重原動(dòng)機(jī)的負(fù)擔(dān) 但會(huì)在電樞繞組中產(chǎn)生很大的沖擊力 使電樞繞組端部受沖擊力的作用而變形 2 相位不同 電位差可達(dá)發(fā)電機(jī)電壓的兩倍 若此時(shí)并列 會(huì)產(chǎn)生很大的沖擊電流 發(fā)電機(jī)會(huì)因遭受巨大的沖擊力而損壞 沖擊電流的影響 1 電樞繞組端部受力變形 2 轉(zhuǎn)軸上受沖擊轉(zhuǎn)矩的作用 使機(jī)軸扭曲變形 電樞繞組發(fā)熱 此時(shí) ab兩端有電位差 3 頻率不同 轉(zhuǎn)軸上時(shí)而產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩 時(shí)而產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩 結(jié)果是電機(jī)振動(dòng) 拍振電流使電樞繞組端部受力變形 使電樞繞組發(fā)熱 頻率差過(guò)大電機(jī)不能并列 頻率差較小時(shí) 靠自整步作用 可以把發(fā)電機(jī)拉入同步 4 相序不同 發(fā)電機(jī)實(shí)際并列時(shí) 除了相序必須一致外 其它條件允許有一定的偏差 如 U不超過(guò)10 相位差不超過(guò)10 頻率偏差不超過(guò)0 2 0 5 0 1 0 25Hz 二 自同期法 相序正確前提下 起動(dòng)未加勵(lì)磁的發(fā)電機(jī) 當(dāng)其轉(zhuǎn)速接近同步速時(shí) 合上同步開(kāi)關(guān) 將發(fā)電機(jī)并網(wǎng) 然后加上發(fā)電機(jī)勵(lì)磁將發(fā)電機(jī)牽入同步 并網(wǎng)前 勵(lì)磁繞組需經(jīng)限流電阻閉合 6 5 2有功功角特性及有功功率調(diào)節(jié) 5同步電機(jī)的并聯(lián)運(yùn)行 一 功率和轉(zhuǎn)矩平衡 可得轉(zhuǎn)矩平衡方程為 或 上式說(shuō)明 電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí) 驅(qū)動(dòng)性質(zhì)的原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩與制動(dòng)性質(zhì)的電磁轉(zhuǎn)矩和空載轉(zhuǎn)矩之和平衡 二 有功功率功角特性 定義 并聯(lián)于無(wú)窮大電網(wǎng)的同步發(fā)電機(jī) 當(dāng)電網(wǎng)電壓和頻率一定 參數(shù) 為常數(shù) 空載電動(dòng)勢(shì)不變 即不變 時(shí) 為有功功率功角特性 凸極發(fā)電機(jī)的有功功率功角特性 隱極發(fā)電機(jī)的有功功率功角特性 水輪發(fā)電機(jī)有功功率功角特性曲線 水輪發(fā)電機(jī)的有功功率功角特性分兩部分 附加電磁功率的特點(diǎn) 汽輪發(fā)電機(jī)的功角特性曲線 汽輪發(fā)電機(jī)的有功功率功角特性的特點(diǎn) 1 是電動(dòng)勢(shì)和電壓間的時(shí)間相位角 或稱是勵(lì)磁磁勢(shì)和合成磁勢(shì)間的空間夾角 2 是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的主磁通和產(chǎn)生電壓的電樞等效假想磁通之間的夾角 功角的雙重物理意義 用圖示功角的雙重物理意義 轉(zhuǎn)子因有原動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩克服定子合成磁極的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩而作功 實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換 將由原動(dòng)機(jī)輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔茌敵?可見(jiàn) 功角是研究同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的一個(gè)重要參數(shù) 它不僅決定了發(fā)電機(jī)輸出有功功率的大小 而且還反映發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的相對(duì)空間位置 通過(guò)它把同步電機(jī)的電磁關(guān)系和機(jī)械運(yùn)動(dòng)緊密聯(lián)系起來(lái) 發(fā)電機(jī)空載運(yùn)行時(shí) 原動(dòng)機(jī)輸入的功率用來(lái)平衡各種損耗 此時(shí) 定 轉(zhuǎn)子磁極軸線重合 它們之間只有徑向力而無(wú)切向力 所以 在功角特性的0點(diǎn)上 可見(jiàn) 并聯(lián)于無(wú)窮大電網(wǎng)的同步發(fā)電機(jī)要調(diào)節(jié)有功功率輸出 只需調(diào)節(jié)原動(dòng)轉(zhuǎn)矩 在功率極限角范圍內(nèi) 輸入轉(zhuǎn)矩越大 有功功率輸出就越大 四 靜態(tài)穩(wěn)定的概念 靜態(tài)穩(wěn)定 指并聯(lián)在電網(wǎng)上穩(wěn)定運(yùn)行的同步發(fā)電機(jī) 當(dāng)受電網(wǎng)或原動(dòng)機(jī)方面某些微小擾動(dòng)時(shí) 能在這種干擾消失后 繼續(xù)保持原來(lái)穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的能力 在a點(diǎn)運(yùn)行時(shí)電機(jī)具有靜態(tài)穩(wěn)定的能力 若干擾使功角 增大到a 點(diǎn) Pem和Tem增大 迫使電機(jī)減速 功角 變小 電機(jī)回到a點(diǎn) 干擾使功角 減小時(shí) 有同樣結(jié)論 所以a點(diǎn)稱為穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn) 而b點(diǎn)為不穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn) 分析略 靜態(tài)穩(wěn)定的判據(jù) 比整步功率 kW rad 對(duì)汽輪發(fā)電機(jī) 比整步功率為 在電機(jī)穩(wěn)定區(qū)域內(nèi) 越大 電機(jī)穩(wěn)定增長(zhǎng)性越好 五 過(guò)載能力 汽輪發(fā)電機(jī)的過(guò)載能力 最大電磁功率與額定功率的比值稱為過(guò)載能力 過(guò)載能力越大 電機(jī)的穩(wěn)定性越好 過(guò)載能力是表達(dá)靜態(tài)穩(wěn)定的能力 不是發(fā)電機(jī)可以過(guò)載的倍數(shù) 過(guò)載能力設(shè)計(jì)得在一點(diǎn) 是從提高稱定觀點(diǎn)考慮的 不是從發(fā)熱觀點(diǎn)考慮的 6 5 3無(wú)功功角特性及V形曲線 一 無(wú)功功率功角特性 并聯(lián)于無(wú)窮大電網(wǎng)的同步發(fā)電機(jī)當(dāng)電網(wǎng)電壓和頻率恒定 參數(shù) xd xq xt 為常數(shù) 空載電勢(shì)E0不變 即If不變 時(shí) Q f 為無(wú)功功率功角特性 水輪發(fā)電機(jī)無(wú)功功率的功角特性 汽輪發(fā)電機(jī)無(wú)功功率的功角特性 汽輪發(fā)電機(jī)無(wú)功功率的功角特性曲線 幾個(gè)特殊點(diǎn) 從能量守恒觀點(diǎn)看 并網(wǎng)運(yùn)行的同步發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)無(wú)功功率 不需調(diào)節(jié)原動(dòng)機(jī)來(lái)的輸入功率 只需改變勵(lì)磁電流 調(diào)節(jié)前 增大后 調(diào)節(jié)不影響發(fā)電機(jī)的有功功率輸出 但影響電機(jī)的穩(wěn)定性能 調(diào)節(jié)無(wú)功時(shí)不影響有功功率的輸出 但是調(diào)節(jié)有功時(shí)影響無(wú)功功率輸出 三 相量分析 1 正常勵(lì)磁 2 過(guò)勵(lì)磁 3 欠勵(lì)磁 四 V形曲線 并聯(lián)于無(wú)窮大電網(wǎng)的同步發(fā)電機(jī) 保持有功功率不變時(shí) 表示電樞電流和勵(lì)磁電流的關(guān)系曲線稱為 V 形曲線 發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí) 定子電流和勵(lì)磁電流是運(yùn)行人員主要監(jiān)視的兩個(gè)物理量 這兩個(gè)量關(guān)系到定子繞組和勵(lì)磁繞組的溫度 又牽涉到功率因數(shù)的超前或滯后以及運(yùn)行的穩(wěn)定性問(wèn)題 對(duì)于一個(gè)給定的有功功率輸出就有一條V形曲線 有功功率越大 曲線向上移 因此可是以得到一簇 V 形曲線 V形曲線的特點(diǎn) 2 不穩(wěn)定區(qū)域邊緣 900 連線向右傾斜 1 每條曲線的最低點(diǎn) 定子電流最小 且全為有功電流 這些點(diǎn)的連線向右傾斜 3 每條曲線上的電流變化量 I為無(wú)功分量 4 勵(lì)磁電流從零開(kāi)始增大時(shí) 定子電樞電流變化規(guī)律為先減小后增大 表明要輸出純有功功率 必須相應(yīng)增加一些勵(lì)磁電流 表明輸出有功功率越多 維持穩(wěn)定所需的勵(lì)磁電流也越大 6 6 1同步電動(dòng)機(jī) 6同步電動(dòng)機(jī)和同步調(diào)相機(jī) 一 同步電機(jī)的可逆原理 同步電機(jī)運(yùn)行于發(fā)電機(jī)狀態(tài)時(shí) 如圖所示 轉(zhuǎn)子磁極軸線超前定子合成磁極軸線 0 電機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能 同步電機(jī)的運(yùn)行是可逆的 既可以用作發(fā)電機(jī) 還可以用作電動(dòng)機(jī) 逐步減少發(fā)電機(jī)的輸入功率 轉(zhuǎn)子將瞬時(shí)減速 角減小 相應(yīng)的電磁功率也減少 當(dāng)發(fā)電機(jī)的輸入功率只能滿足空載損耗時(shí) 發(fā)電機(jī)處于空載運(yùn)行狀態(tài) 繼續(xù)減少發(fā)電機(jī)的輸入功率 則 和Pem變?yōu)樨?fù)值 卸動(dòng)原動(dòng)機(jī) 電機(jī)從電網(wǎng)吸收功率滿足空載損耗 成為空轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī) 電機(jī)軸上加上機(jī)械負(fù)載 負(fù)值的 增大 由電網(wǎng)向電機(jī)輸入的電功率和相應(yīng)的電磁功率增大 轉(zhuǎn)子磁極軸線落后定子合成磁極軸線 轉(zhuǎn)子受到驅(qū)動(dòng)性質(zhì)的電磁轉(zhuǎn)矩作用 二 同步電動(dòng)機(jī)的基本方程 按照發(fā)電機(jī)慣例 同步電動(dòng)機(jī)可以看成是一臺(tái)輸出負(fù)的有功功率的發(fā)電機(jī) 其電動(dòng)勢(shì)方程與發(fā)電機(jī)的方程相同 以隱極機(jī)為例 按照電動(dòng)機(jī)慣例 把輸出負(fù)電流看成是輸入正電流即可 其電動(dòng)勢(shì)方程 隱極機(jī) 凸極機(jī) 同步電動(dòng)機(jī)的功角特性與發(fā)電機(jī)的也相似 用 M 代替 即可 三 同步電動(dòng)機(jī)的V形曲線 與同步發(fā)電機(jī)相似 當(dāng)同步電動(dòng)機(jī)的輸入有功功率恒定而調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流時(shí) 也有三種勵(lì)磁狀態(tài) 正常勵(lì)磁 時(shí) 電動(dòng)機(jī)沒(méi)有無(wú)功功率輸出 過(guò)勵(lì) 時(shí)電動(dòng)機(jī)從電網(wǎng)吸收容性無(wú)功 或發(fā)出感性無(wú)功 欠勵(lì) 時(shí)電動(dòng)機(jī)從電網(wǎng)吸收感性無(wú)功 或發(fā)出容性無(wú)功 也可以調(diào)節(jié)無(wú)功功率 調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流可以調(diào)節(jié)同步電動(dòng)機(jī)的無(wú)功功率和功率因數(shù) 這是同步電動(dòng)最可貴的特點(diǎn) 由于同步電動(dòng)機(jī)的平均起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為零 所不能自行起動(dòng) 必須借用其它方法 常用的起動(dòng)方法有 輔助電動(dòng)機(jī)起動(dòng)法 變頻起動(dòng)法和異步起動(dòng)法 其中異步起動(dòng)法應(yīng)用最廣泛 6 6 2同步調(diào)相機(jī) 同步調(diào)相機(jī)是專門發(fā)送無(wú)功功率的同步電機(jī) 實(shí)質(zhì)上是一臺(tái)空載運(yùn)行的同步電動(dòng)機(jī) 在電網(wǎng)的受電端接上同步調(diào)速相機(jī) 是提高電網(wǎng)功率因數(shù)的重要方法之一 一 同步調(diào)相機(jī)的勵(lì)磁 1 正常勵(lì)磁 2 過(guò)勵(lì)磁 3 欠勵(lì)磁 二 同步調(diào)相機(jī)的特點(diǎn) 1 調(diào)相機(jī)的額定容量指的是在過(guò)勵(lì)狀態(tài)下的額定視在功率 2 由于轉(zhuǎn)軸上不帶機(jī)械負(fù)載 所以調(diào)相機(jī)的轉(zhuǎn)軸比同容量的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸細(xì) 沒(méi)有過(guò)載能力的要求 3 為了提高調(diào)相機(jī)提供感性無(wú)功的能力 勵(lì)磁線圈導(dǎo)線截面較大 但勵(lì)磁損耗仍然很大 對(duì)通風(fēng)冷卻要求較高 同步調(diào)相機(jī)的起動(dòng)一般采用異步起動(dòng)法或輔助電動(dòng)機(jī)法 選擇起動(dòng)方法時(shí) 首先考慮限制起動(dòng)電流 然后考慮滿足起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的要求