CH19_同步电动机.ppt

主要缺点：起动复杂，需直流励磁电源，结构复杂，制造成本和维护成本高。 方程式和相量图 参考方向规定： 采用电动机惯例，电流流入电动机方向为正方向，电流 滞后于电压 ，功率因数角?和功角?为正值，则输入的电功率和产生的电磁功率都为正值。 隐极同步电动机电势平衡方程 功率平衡方程式 正常运行时，P1除了很小部分消耗于定子铜耗外，即为从定子传送到转子的Pem。 转子总机械功率Pm为Pem中减去定子铁心损耗、机械损耗pm，总机械功率Pm除去附加损耗ps（有的还包括励磁机功率pf）是电动机最后的输出功率P2。 曲线1表示，若调节同步电动机励磁电流，使电机空载时cos?=1，保持此励磁电流不变，随电机负载↑，cos?↓，且为滞后性质。 曲线2表示，若调节励磁电流，使电机半载时cos?=1，保持此励磁电流不变，当负载低于半载时，cos?↓，且为超前性质；若负载高于半载，cos?↓，且为滞后性质。 曲线3表示，调节励磁电流，使电机满载时cos?=1，此后随负载减小，cos?减小，且为超前。 结论：改变同步电动机励磁电流，使cos?改变，也即同步机可用调节励磁电流的方法，使其成为电网的感性负荷、容性负荷和纯电阻性负荷。 过励时，电动机cos?超前，同步电动机相当于容性负载，向电网输出感性无功； 欠励区，励磁电流减小到一定数值时，电动机将失步，不能稳定运行； 第三节 同步调相机 也叫同步补偿机(SYC)，就是不带机械负载的同步电动机。改变励磁可调节功率因数。 在电网适当位置装上调相机，就地补偿无功，提高功率因数，降低线路压降和损耗，提高发电设备的利用率和效率。 2.变频起动法 改变定子旋转磁场转速、利用同步转矩起动的方法，也称软起动法。 起动时，同步电动机转子通入励磁电流，定子绕组由变频电源供电。起动时频率很低，使转子起动旋转，逐渐上调至额定频率，利用同步转矩的作用使电机转速随变频电源频率同步升至额定速。 起动过程平稳，性能优越，中、大型容量电机中应用越来越多。但需要变频电源，且励磁机不能和主机同轴，否则在最初转速低时，励磁机无法提供所需的励磁电压。 3.异步起动法 在磁极表面装设类似感应电机笼型导条的短路绕组，称为起动绕组。 3.异步起动法 起动前先把励磁绕组经10倍于励磁绕组电阻值的附加电阻短接，定子绕组接电源，产生使转子转动的异步转矩，加速至接近同步转速，再加入励磁，依靠同步转矩将转子牵入同步。 异步起动法简单易行，在中、小容量同步电动机中应用较多。 不带机械负载的同步电动机，其吸收的有功仅供电机本身的损耗，因此它总是在接近零电磁功率和零功率因数情况下运行。 由于不带有功负载，忽略全部损耗，则电枢电流只有无功分量，即 ， ，根据电动势方程式可知，同步电动机运行只有两种状态。 同步调相机的原理 图19-6 同步调相机的相量图 同步调相机的原理 调相机向电网补充无功功率，根据其所在位置不同，补偿作用也不同。 受控补偿 调相机在负荷节点补偿，负荷较大时，过励运行；电网负荷很轻时，高压长输电线路将呈现较大的电容作用，使受端电网电压升高，补偿机运行在欠励状态，吸收电网多余无功。 同步调相机的用途 中间补偿 调相机在输电线路上进行补偿，发电机送到系统的功率为 同步调相机的用途 当 减小时对稳定有利，因为 增加 ，?角减小，稳定提高；当保持原过载能力时，输送的功率将增大；中间加补偿机相当于线路的 x减小，提高了稳定性或增加输出。 中间补偿 同步调相机的用途 1、同步电动机能否直接起动？怎样才能起动？ 思考 起动方法 电机只在定子旋转磁场和转子旋转磁场相对静止时，才能得到平均电磁转矩，稳定地实现机电能量转换。 静止的同步电动机通入直流电后直接投入电网，定子旋转磁场以同步转速相对于转子运动，转子上受到的交变的脉振转矩，平均值为零。因此，同步电动机不能自起动，而必须借助于其它的起动方法。 同步调相机的起动 起动方法 同步调相机的起动 1.辅助电动机起动法 2.变频起动法 3.异步起动法 起动方法 同步调相机的起动 1.辅助电动机起动法 采用和主机相同极对数的异步电动机（容量一般为主机的5%?15%）。 起动时，由辅助电动机将主机拖到接近同步转速，用自同步法将其投入电网，然后切断辅助电动机。可用和主机同轴的直流励磁机兼作辅助电动机。 适合于空载起动，所需设备多，操作复杂。 同步调相机的起动 同步调相机的起动 同步调相机的起动 * 第十九章 同步电动机 第一节 同步电动机的基本电磁关系、方程式和相量图 第二节 同步电动机的无功功率调节 第三节 同步调相机 第四节 同步电动机的起动 *第五节 特殊同步电机 本章主要内容 概述 同步电动机特点: 同步