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第四章 小功率同步电动机 同步电机是交流电机之一，因其转子转速与旋转磁场转速始终保持相等，故称同步电机。同步电机包括同步发电机、同步电动机和同步补偿机。三相同步电机主要作发电机使用，全世界电力系统均采用三相同步发电机供电。同步电动机主要用于大功率、转速不需要调节的生产机械中，如大型水泵、空气压缩机、通风机等。 4.2 永磁式同步电动机 永磁式同步电动机的转子由永久磁钢做成。 影响永磁式同步电动机不能自行启动的因素主要有下面两个方面： (1) 转子本身存在惯性； (2) 定、 转子磁场之间转速相差过大。 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。 * * 4.1 同步电动机的构造和分类 4.1.1 同步电机的基本结构 定子铁心：硅钢片叠成。 机座：钢板焊接面成，有足够的强度和钢度。 电枢绕组：三相对称绕组——铜线制成 定子(电枢) 转子铁心：采用整块的含铬、镍和钼的合金钢锻成 护环：保护励磁绕组受离心力时不甩出 励磁绕组：铜线制成 滑环：引励磁电流经电刷、滑环进入励磁绕组 中心环：支持护环，阻止励磁绕组轴向移动 转子 机械端口 转子 定子绕组 定子铁心 电端口 A B C 水轮发电机结构转子结构 10000kW水轮机转子 发电环节——各种电机 引进600MW汽轮发电机 国产300MW汽轮发电机 国产200MW汽轮发电机定子 国产200MW汽轮发电机定子铁心 现场运行的水轮发电机 (1) 按能量转换的方式不同： 同步发动机、同步电动机。 (2) 按相数的不同: 三相、单相。 (3) 按转子结构的不同：隐极式、凸极式。 (4) 按转子所用材料的不同：永磁式、磁阻式、磁滞式。 4.1.2 主要种类 N S + － 3 ~ × 3 ~ · · · · · × × × × × + － N S 永磁式同步电动机的启动转矩 起动方法 4.3 同步电机的起动 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 同步电机的起动 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。 同步电机的起动 同步电机的起动 同步电机的起动 *