同步电机应用综述.doc

同步电机应用综述王春岩 2010.01.06.1. 为何采用同步电机由于交流同步电机(简称同步电机)在可靠性与维护量、功率因数、电机尺寸与转动惯量、控制精度、弱磁比等方面有其自身的优势，对于大容量电机，世界各国已基本趋向于使用同步电机。比如工业应用上大功率空气压缩机、风机、水泵、水轮发电机、皮带机，冶金、煤炭与有色金属行业中的大功率提升机和大容量轧钢机、电铲、球磨机等均采用同步电机驱动。由于各种变频器、静止变频器SFC (Static FrequencyConverter)和负载换流逆变器LCI(Load Commutated Inverter)的技术成熟和产品的市场化，同步电机的 启动和调速技术也已成熟，所以，大功率同步电机的应用越来越广泛。因此，荣信公司在变频器、SFC、和LCI这些产品方面有着广阔前景。2. 同步电机启动时为何采用辅助措施较大容量的同步电机启动时， 由于启动电流过大，会引起电网电压下降，从而影响其他用电设备的正常工作，同时过载启动时，影响电机和用电设备寿命。所以，一般较大容量的同步电机启动时都要采用一些辅助措施。3. 同步电机主要优点。1）功率因数高。同步电机不但本身具有良好的功率因数，还可以通过调节转子励磁电流， 向电网馈送感性无功功率，从而有利于提高电网的功率因数。2）转速不随负载变化。同步电机在正常运行过程中，只要定子电源频率不变，其转速n。将不随负载的大小而改变。3）运行稳定性高。如果同步电机的励磁电流不受电网电压的硬性影响，其转矩与电网电压成正比。当电网电压下降到额定值的80-85时，同步电机的励磁系统一般均能自行调节实行强励磁，以保证运行的稳定性。同步电机虽然有很多优点，但它最大的缺陷是启动困难，不能直接启动。4. 常用的启动方法常用的启动方法有异步启动法、调频同步启动法和辅助电机启动法。较大容量的同步电机启动时， 由于启动电流过大，会引起电网电压下降，从而影响其他用电设备的正常工作，所以一般较大容量的同步电机启动时都要采用一些辅助措施。因同步电机具有功率因数高、转速不随负载变化、运行稳定性高等优点，故在很多低速、大功率的恒速负载时，通常采用同步电机作为驱动源；但它最大的缺陷是启动困难， 不能直接启动。实践证明，同步电机使用变频启动能消除对电网的冲击，并能减轻施加在电机和驱动装置上的机械压力， 同时变频启动还能连续调节电机的速度，有利于提高启动过程中的控制精度和电网的利用效率。在大电机启动过程中，使用软启能消除对电网的冲击，同时能减轻施加在电机和驱动装置上的机械压力。在过去的几年中，涌现出很多基于可控整流装置的软启系统。它们大致可以分为两种：变压、恒频启动(VVFF)和变压、变频启动(VVVF)。因为变压、恒频启动不能调节输出频率，所以此种方法不能连续控制电机的速度。而变压、变频启动能连续调节电机的速度，这有利于提高启动过程中的控制精度和电网的利用效率5. LCI软启动器的基本电路LCI(Load Commutated Inverter)即是负载换流逆变器。LCI是由负载提供换相电压，这要求负载电流的相位超前于负载电压。对于同步电动机，可以控制励磁，使负载电流的相位超前于反电动势，因而可以实现负载换相。LCI为电流型逆变器。逆变器的输出给同步电机的定子绕组供电。三相交流电经过整流器以后变为直流电，在大电感电抗器的作用下，电流为波动很小的直流电流。LCI软启动器能精确地控制启动过程中的启动电流，这一点对于对控制精度要求高的应用场合非常重要 6. LCI软启动器的特点因为启动过程中需要保持Uf不变，即是保持转子磁通不变。所以在启动过程中，LCI软启动器控制转子直流励磁恒定，通过改变对定子绕组的供电来实现电机启动。LCI软启动器是在励磁恒定的情况下起动同步电机，因为LCI是电流源型启动