大管-电气10同步电机基本原理

1、第十章 同步电动机 一、同步电动机的结构及额定数据 二、同步电动机运行原理 三、同步电动机的电磁关系及功率关系 四、同步电动机功率因数的调节 五、同步电动机的起动方法 一、同步电动机的结构及额定数据1 、同步电机用途 发电 无功功率调节 电动机 转速： 特点：2 、同步电机的基本结构旋转结构转枢式：电枢旋转转场式：磁场旋转结构形式隐极式：气隙均匀凸极式：气隙不均匀凸极同步发电机结构示意：直流电机和凸极同步电机结构的比较：同步电动机截面图：同步电动机的转子结构图： 3 、主要结构定子铁心：0.5mm硅钢片绕组：电枢绕组，产生感应电势和电磁转矩机座及固定部件转子转子铁心励磁绕组护环、中心环、滑环和

2、风扇等端盖、轴承等 4 、安装结构立式低速、大型同步发电机大转子直径支撑：悬式、伞式卧式中小型 发电机 电动机 调相机高速、大型同步发电机 小转子直径 5 、额定值额定容量SN (kVA)或额定功率PN (Kw)额定电压UN (千伏) 、 (伏)额定电流IN (千安) 、 (安)额定功率因数cosN额定效率N （%）额定频率 fN （赫兹）额定转速nN（转/分钟）额定励磁电流IfN（安）额定励磁电压UfN（伏） 二、同步电动机运行原理 1 、空载运行：额定转速为 n，电机极对数为 p ；转子励磁绕组通直流电流 If ；定子绕组开路，定子电流Ia0 ；电机中仅存在直流励磁电流If，产生磁通0 ；

3、基波感应电势频率：感应电势有效值： 2、空载特性空载特性磁化曲线饱和系数反映的是励磁电流产生到电机气隙磁场 和电枢绕组感应电势之间的关系；3 、对称负载的电枢反应转子通以励磁绕组通直流电流 If ；定子绕组感应电势 E ；电机带对称负载，绕组中有电流对称 Ia 流 流过，产生旋转磁动势 F。这个旋转磁动势 F，与励磁绕组电流产生的 磁动势相对静止，产生新的合成气隙磁场， 这个影响就称为电枢反应。问题： 负载对称 三相电流对称 产生圆形旋转磁场 磁场转速负载旋转磁场与转子磁场空间相对静止直轴电枢反应交轴电枢反应电枢反应作用与感应电势、负载电流之间的相位相关I与E0同相位时的电枢反应I与E0同相位

4、电枢磁势位于交轴，电枢反应仅存在交轴分量气隙合成磁势I与E0相差锐角相位时的电枢反应电枢反应不仅存在交轴分量，还存在直轴分量交轴分量直轴分量电枢电流交轴电流直轴电流 4、隐极电机负载运行同步发电机各物理量的正方向不考虑饱和:电动势方程： 考虑饱和： 1电动势方程： 2电枢磁动势的折算； 3时空矢量图。 5、凸极电机的双反应理论双反应理论： 电枢磁动势 的轴线，既不和直轴、也不 和交轴重合时，可以把 分解为直轴分量 和交轴分量 ，之后求出直轴和交轴各自的 电枢反应值，最后把它们的效果叠加起来。 勃朗德（Blondel)凸极机的磁通分布图凸极机直轴磁通凸极机交轴磁通凸极机的磁场 6、凸极电机的直轴

5、和交轴磁动势的折算直轴磁动势的折算：交轴磁动势的折算： 7 、凸极电机的负载运行* 不考虑饱和:矢量图确定I与E0相角 ；时空矢量图。凸极机的相量图 凸极电机的负载运行* 考虑饱和:矢量图确定I与E0相角 ；和空载特性配合，确定 、 、 。时空矢量图。 三、同步电动机的电磁关系 及功率关系 电磁转矩及功率关系励磁和电动机电动势的关系: （前述）同步电动机的电动势方程: （前述）同步电动机的有功功率： 1 、 有功功率方程： 2 、电磁转矩方程： 3 、无功功率方程（隐极电机）： 同步发电机的相量图 四、同步电动机功率因数的调节无功功率的调节： 同步电动机可以通过励磁电流的调节，使电 机的输出无功功率发生变化。举例说明：同步发电机的V形相量图同步电机功角特性 五、同步电动机的起动方法 1 、辅助电源起动； 2 、变频起动； 3 、异步起动；同步电动