电机及拖动第二版课件教学课件 ppt 作者 吴玉香 李艳 刘华 毛宗源 编著7.pptVIP

本章主要教学内容： 1. 同步电机的基本工作原理 2. 同步电动机的电磁关系 3. 同步电动机的功率、转矩和功角特性 4. 功率因数调节 5. 同步电动机的启动 7.1 同步电机的基本工作原理 7.1.1 基本结构 7.1.2 基本工作原理 7.1.2 基本工作原理 7.1.2 基本工作原理 7.1.3 铭牌数据和型号 7.2 同步电动机的电磁关系 7.2.1 隐极同步电动机的电磁关系——电磁关系 7.2.1 隐极同步电动机的电磁关系——等效电路 7.2.2 凸极同步电动机的电磁关系——电磁关系 7.2.2 凸极同步电动机的电磁关系——等效电路 7.3 同步电动机的功率、转矩和功角特性 7.3.1 功率传递与转矩平衡 例7-1 7.3.2 功（矩）角特性 7.3.3 功角的物理意义 7.3.4 稳定运行分析 7.4 功率因数调节 7.4.1 同步电动机的功率因数调节 例7-2 7.4.2 U形曲线 7.4.3 同步调相机 例7-3 第七章 同步电机 * 同步电机转速与定子电流频率满足方程式 ，同步电机主要用作交流发电机，也可作为电动机运行，运行时还可改善电网的功率因数。 同步电机构造示意图 隐极式 凸极式 同步电机分类 转子励磁绕组接入励磁直流电 ，产生对转子本身无相对运动的磁场，转子旋转时，磁力线切割定子电枢绕组，定子绕组中感应出电动势，出线端接上三相负载输出电功率，频率为 。 同步电机工作原理 发电工作状态 发电工作状态 定子绕组旋转磁动势 与转子励磁磁动势同极数、同转向、同转速，在空间上始终保持相对静止，二者合成为负载时的气隙磁动势 。 与 也同步旋转， 在前，在空间上与 存在某一相位角 ，称为功率角或功角。 减少输入功率， 减小，当 时，输入的机械 功率只用来克服空载损耗，电机处于空载状态， 若电机转轴带有机械负载，则转子磁极轴线落后于合成磁动势轴线， 改变方向，合成磁场拖动转子磁极旋转，转速仍为同步转速。电机处于电动工作状态。 空载状态 电动工作状态 (a) (b) (c) 同步电机的不同工作状态 同步电机运行时，定子旋转磁场与转子磁场保持相对静止，二者之间相互作用，产生电磁转矩，进行能量交换。定、转子磁场的强弱及其轴线之间的夹角，决定了同步电机能量转换的方向与电机功率的大小。 式中， ， 分别为额定效率和功率因数。 此外，还有额定励磁电流 (A)与额定励磁电压 (V) （1） 同步电动机的铭牌数据 额定电压 (V )，额定电流 (A)，额定频率 (Hz)， 额定额定功率 (W ) ，额定转速 (r/min) （2）同步电动机的型号 隐极同步电动机电磁关系 定子电枢旋转磁动势 与转子励磁磁动势 ，以同步转速同方向旋转，保持相对静止，合成为基波磁动势 。 定子等效电路和电动势相量图 定子一相绕组电压平衡方程式 若忽略 ，且有 ，则 将 代入上式，且设同步电抗 ，有 调节相量 的长 度，定子电压 与 电流 之间可以变换不同的相位关系。同步电动机在拖动负载做功的同时，可以改善电网功率因数。 电枢磁动势分解 凸极同步电动机气隙不均匀，将电枢磁动势分解为横轴 与纵轴两个分量。 相应的 ， 电磁关系 电枢磁动势分解（ ） 定子一相电压平衡方程式 设 纵轴同步电抗 横轴同步电抗 有 隐极同步电动机可以看成是凸极同步电动机 情况下的特例。 同步电机功率流程图 同步电动机转矩平衡方程式 为空载损耗 即电磁转矩等于电动机轴上输出的机械转矩与空载转矩之和。 一台三相六极同步电动机数据为：额定功率 ， 额定电压 ，额定功率因数 ，额定效率 ， 定子每相电阻 ，定子绕组Y连接。试求：额定运行时，定子输入功率 ，额定电流 ，电磁功率 与电磁转矩 。 解 定子输入功率 电磁功率 额定电流 电磁转矩 (a)凸极 (b)隐极 功（矩）角特性 同步电动机功率（转矩）随功角变化的关系曲线 或 可得 对于隐极同步电动机，有 ， 。 合成磁动势对应磁极