同步電動機輸出功率大,轉速恒定,運行效率高,過載能力強。廣泛應用于拖動容量較大,轉速需要恒定的機械負載,如大型壓縮機、風機、高壓泵等設備。
1、同步電動機
三相交流電源加在電動機定子繞組上,產生旋轉速度為n0的旋轉磁場,勵磁電流加在轉子繞組上建立固定磁場。轉子以某種方法啟動后,轉速n接近n0時,轉子的磁場極性與定子旋轉磁場極性之間異性對齊,根據(jù)磁極異性相吸原理,定、轉子磁場之間將會產生電磁轉矩,促使轉子跟隨旋轉磁場一起同步運轉,即n=n0,故稱同步電動機。
2、同步調相機
同步電動機空載運行時,調節(jié)電動機的勵磁電流,使該電機向電網(wǎng)輸出容性或感性的無功功率,可以維持電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定和改善電力系統(tǒng)的功率因數(shù),運行在上述狀態(tài)的同步電動機稱為同步調相機。
3、電樞反應
通上勵磁電流的轉子旋轉時產生勵磁旋轉磁通勢,三相交流電源加在定子三相繞組上產生電樞旋轉磁通勢,兩者以同一速度同一方向旋轉,在氣隙上產生合成磁通勢。電樞電流不同時電樞旋轉磁通勢不同,合成的磁通勢不同,產生的旋轉磁場也不同。電樞旋轉磁通勢對合成旋轉磁通勢的影響稱為電樞反應。
4、功角
同步電動機轉子磁極滯后旋轉磁場θ角時,轉子上才能產生與其轉向相同的電磁力矩,同步電動機才能處于運行狀態(tài)。定子旋轉磁場與轉子磁極軸線的夾角θ稱為功角。功角為零時,電磁轉矩為零,功角越大轉矩越大,功角接近90度時,轉矩最大,電流最大。當功角大于90度時,轉矩開始減小,進入不穩(wěn)定運行區(qū),很快就會失步。
5、勵磁狀態(tài)
按勵磁電流大小,同步電動機分為三種勵磁狀態(tài):
1)正常勵磁
正常勵磁時,定子電流與電壓同相,Φ=0,cosΦ=1,電動機呈電阻性運行。
2)過勵磁
增加勵磁電流,主磁極勵磁磁動勢增大,電動機在過勵狀態(tài)下運行。此時定子電流超前電壓,電動機功率因數(shù)超前,從電網(wǎng)中吸收容性的無功功率。電動機勵磁電流不能太大,勵磁電流太大,將引起定子電流增大,定子和轉子損耗增加,電動機溫升增高。
3)欠勵磁
電動機勵磁電流減小時,反電動勢減小,電動機在欠勵狀態(tài)下運行。此時電動機從電網(wǎng)中吸收感性電流,對電網(wǎng)增加感性負載,負載需要的感性無功電流增加,降低了電網(wǎng)的功率因數(shù)。
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