机电传动控制

1、44 三相异步电动机的启动特性三相异步电动机的启动特性 采用电动机拖动生产机械，对电动机启动的主要要求如下。采用电动机拖动生产机械，对电动机启动的主要要求如下。 （1）有足够大的启动转矩，保证生产机械能正常启动。一般场）有足够大的启动转矩，保证生产机械能正常启动。一般场合下希望启动越快越好，以提高生产效率。即合下希望启动越快越好，以提高生产效率。即要求电动机的启动转要求电动机的启动转矩大于负载转矩矩大于负载转矩，否则电动机不能启动。，否则电动机不能启动。 （2）在满足启动转矩要求的前提下，）在满足启动转矩要求的前提下，启动电流越小越好启动电流越小越好。因为。因为过大启动电流的冲击，对于电网和电

2、动机本身都是不利的。过大启动电流的冲击，对于电网和电动机本身都是不利的。 （3）要求）要求启动平滑启动平滑，即要求启动时加速平滑，以减小对生产机，即要求启动时加速平滑，以减小对生产机械的冲击。械的冲击。 （4）启动设备安全可靠启动设备安全可靠，力求结构，力求结构简单简单，操作，操作方便方便。 （5）启动过程中的）启动过程中的功率损耗越小越好功率损耗越小越好。 其中，（其中，（1）和（）和（2）两条是衡量电动机启动性能的主要技术指）两条是衡量电动机启动性能的主要技术指标。标。 异步电动机本身的启动特性为：异步电动机本身的启动特性为： a. 定子电流大，定子电流大，Ist=(57)IN 异步电动机

3、在接入电网启动的瞬时，由于转子处于静止状态，异步电动机在接入电网启动的瞬时，由于转子处于静止状态，定子旋转磁场以最快的相对速度（即同步转速）切割转子导体，在定子旋转磁场以最快的相对速度（即同步转速）切割转子导体，在转子绕组中感应出很大的转子电势和转子电流，从而引起很大的定转子绕组中感应出很大的转子电势和转子电流，从而引起很大的定子电流子电流 b.启动转矩小启动转矩小 NstT).(T5180 启动时启动时 ，转子功率因数，转子功率因数 很低，因很低，因而启动转矩而启动转矩 却不大。却不大。 1 S2202222XRRcos ststmstcosIKT22 异步电动机的固有启动特性如图所示：异步

4、电动机的固有启动特性如图所示： 显然，显然，异步电动机的这种启动性能和生产机械的要求是相矛盾异步电动机的这种启动性能和生产机械的要求是相矛盾的的，为了解决这些矛盾，必须根据具体情况，采取不同的启动方法。，为了解决这些矛盾，必须根据具体情况，采取不同的启动方法。一、一、 鼠笼式异步电动机的启动方法鼠笼式异步电动机的启动方法 鼠笼式异步电动机有鼠笼式异步电动机有直接启动直接启动和和降压启动降压启动两种方法，采用什么两种方法，采用什么启动方法，要根据实际情况而定。启动方法，要根据实际情况而定。 1直接启动（全压启动）直接启动（全压启动） 直接启动就是将电动机的定子绕组通过闸刀开关或接触器直接直接启动

5、就是将电动机的定子绕组通过闸刀开关或接触器直接接入电源，在额定电压下进行启动。接入电源，在额定电压下进行启动。 特点：电动机定子绕组的特点：电动机定子绕组的工作电压和启动电压相等工作电压和启动电压相等。 直接启动的条件：由于直接启动的启动电流很大，因此，在直接启动的条件：由于直接启动的启动电流很大，因此，在什么情况下采用直接启动，有关供电、动力部门都有规定，什么情况下采用直接启动，有关供电、动力部门都有规定，主要取主要取决于电动机的功率与供电变压器的容量之比值决于电动机的功率与供电变压器的容量之比值。 一般在一般在有独立变压器供电有独立变压器供电（即变压器供动力用电）的情况下，（即变压器供动力

6、用电）的情况下，若电动机若电动机启动频繁启动频繁时，电动机功率时，电动机功率小于变压器容量的小于变压器容量的20%时允许直时允许直接启动；若电动机接启动；若电动机不经常启动不经常启动，电动机功率，电动机功率小于变压器容量的小于变压器容量的30%时也允许直接启动。时也允许直接启动。 如果如果没有独立的变压器供电没有独立的变压器供电（即与照明共用电源）的情况下，（即与照明共用电源）的情况下，电动机电动机启动比较频繁启动比较频繁，则常按经验公式来估算，满足下列关系则可，则常按经验公式来估算，满足下列关系则可直接启动。直接启动。 电电动动机机功功率率电电源源总总容容量量额额定定电电流流启启动动电电流流

7、 443NstII 例例4.2：有一台要求经常启动的鼠笼式异步电动机，其：有一台要求经常启动的鼠笼式异步电动机，其 PN=20kW, Ist/IN=6.5 ，如果供电变压器（电源）容量为，如果供电变压器（电源）容量为560kVA，且，且有照明负载，问可否直接启动？同样的有照明负载，问可否直接启动？同样的Ist/IN 比值，功率为多大的电比值，功率为多大的电动机则不允许直接启动？动机则不允许直接启动？ 解：根据经验公式算出解：根据经验公式算出 5675720456043.II.kWkVANst 满足上述关系，故允许直接启动。满足上述关系，故允许直接启动。 kWNPkVA. 45604356 可算

8、出，额定功率大于可算出，额定功率大于24kW的电动机不允许直接启动。的电动机不允许直接启动。 2电阻或电抗器降压启动电阻或电抗器降压启动 异步电动机采用定子串电阻或电抗器的降压启动原理接线图如异步电动机采用定子串电阻或电抗器的降压启动原理接线图如图所示。图所示。 启动时，接触器启动时，接触器1KM断开，断开，KM闭合，将启动电阻串入定子闭合，将启动电阻串入定子电路，使启动电流减小；电路，使启动电流减小； 待转速上升到一定程度后再待转速上升到一定程度后再将将1KM闭合，闭合，Rst被短接，电动机被短接，电动机接上全部电压而趋于稳定运行。接上全部电压而趋于稳定运行。 启动转矩启动转矩随定子电压的平

9、方下降，故它随定子电压的平方下降，故它只适用于空载或轻载只适用于空载或轻载启动的场合启动的场合； 不经济，在启动过程中，不经济，在启动过程中，电阻器上消耗能量大电阻器上消耗能量大，不适用于经不适用于经常启动的电动机常启动的电动机，若采用电抗器代替电阻器，则所需设备费较贵，若采用电抗器代替电阻器，则所需设备费较贵，且体积大且体积大。 特点：特点： 3Y- 降压启动降压启动 Y- 降压启动的接线图如图所示降压启动的接线图如图所示: 启动时，定子绕组接成星形；待转速上升到一定程度后再将定启动时，定子绕组接成星形；待转速上升到一定程度后再将定子绕组接成三角形，电动机启动过程完成而转入正常运行。子绕组接

10、成三角形，电动机启动过程完成而转入正常运行。 设设U1为电源线电压，为电源线电压，IstY及及Ist 为定子绕组分别接成星为定子绕组分别接成星形及三角形的启动电流（线电形及三角形的启动电流（线电流），流），Z为电动机在启动时每为电动机在启动时每相绕组的等效阻抗。则有相绕组的等效阻抗。则有ZUIstY31 ZUIst/31 所以所以 3 ststYII Y- 降压启动方法的特点：降压启动方法的特点： 设备简单、经济、启动电流小设备简单、经济、启动电流小； 启动转矩小，且启动电压不能按实际需要调节，故只适用于启动转矩小，且启动电压不能按实际需要调节，故只适用于空载或轻载启动的场合空载或轻载启动的场

11、合； 只适用于正常运行时定子绕组接线为只适用于正常运行时定子绕组接线为 的异步电动机的异步电动机。4自耦变压器降压启动自耦变压器降压启动 自耦变压器降压启动的原理接线图如图所示。自耦变压器降压启动的原理接线图如图所示。 自耦变压器启动时的一相电路，由变压器的工作原理知，此时，自耦变压器启动时的一相电路，由变压器的工作原理知，此时，副边电压与原边电压之比为副边电压与原边电压之比为 11212 NNUUK12KUU 启动时加在电动机定启动时加在电动机定子每相绕组的电压是全压子每相绕组的电压是全压启动时的启动时的K倍，因而电流倍，因而电流也是全压启动时的也是全压启动时的K倍，倍，即即I2=KIst；

12、而变压器原边；而变压器原边电流电流 I1=KI2=K2Ist ，即此，即此时电网供电电流时电网供电电流I1是直接是直接启动时电流启动时电流Ist的的K2倍。倍。 特点：特点： 与与Y- 降压启动时情况一样，只是在降压启动时情况一样，只是在Y- 降压启动时的降压启动时的 为定值，而自耦变压器启动时的为定值，而自耦变压器启动时的K是可调节的是可调节的，这就是此种启动方，这就是此种启动方法优于法优于Y-启动方法之处，当然启动方法之处，当然它的启动转矩也是全压启动时的它的启动转矩也是全压启动时的K2倍倍。 变压器的变压器的体积大、重量重、价格高、维修麻烦体积大、重量重、价格高、维修麻烦，且启动时自，且

13、启动时自耦变压器处于过电流（超过额定电流）状态下运行，因此，耦变压器处于过电流（超过额定电流）状态下运行，因此，不适于不适于启动频繁的电动机启动频繁的电动机。5软启动软启动 现代带电流闭环的现代带电流闭环的电子控制软启动器可以电子控制软启动器可以限制启动电流并保持恒限制启动电流并保持恒值，直到转速升高后电值，直到转速升高后电流自动衰减下来，启动流自动衰减下来，启动时间也短于一级降压启时间也短于一级降压启动。动。二、线绕式异步电动机的启动方法二、线绕式异步电动机的启动方法 鼠笼式异步电动机的鼠笼式异步电动机的启动转矩小，启动电流大启动转矩小，启动电流大，因此不能满足，因此不能满足某些生产机械需要

14、高启动转矩低启动电流的要求。某些生产机械需要高启动转矩低启动电流的要求。 线绕式异步电动机由于能在转子电路中串电阻，因此具有较大线绕式异步电动机由于能在转子电路中串电阻，因此具有较大的启动转矩和较小的启动电流，即具有较好的启动特性。的启动转矩和较小的启动电流，即具有较好的启动特性。 在转子电路中串电阻的启动方法常用的有两种：在转子电路中串电阻的启动方法常用的有两种：逐级切除启动电逐级切除启动电阻法阻法和和频敏变阻器频敏变阻器启动法。启动法。 1逐级切除启动电阻法逐级切除启动电阻法 采用逐极切除启动电阻的方法，其目的和启动过程与他励直流采用逐极切除启动电阻的方法，其目的和启动过程与他励直流电动机

15、采用逐级切除启动电阻的方法相似，主要是电动机采用逐级切除启动电阻的方法相似，主要是为了使整个启动为了使整个启动过程中电动机能保持较大的加速转矩过程中电动机能保持较大的加速转矩。启动过程如下如图。启动过程如下如图(a)所示：所示： 2频敏变阻器启动法频敏变阻器启动法 频敏变阻器实质上是频敏变阻器实质上是一个铁心损耗很大的三相电抗器一个铁心损耗很大的三相电抗器，铁心由，铁心由一定厚度的几块实心铁板或钢板叠成，一般做成三柱式，每柱上绕一定厚度的几块实心铁板或钢板叠成，一般做成三柱式，每柱上绕有一个线圈，三相线圈连成星形，然后接到线绕式异步电动机的转有一个线圈，三相线圈连成星形，然后接到线绕式异步电动

16、机的转子电路中，子电路中， 45 三相异步电动机的调速特性三相异步电动机的调速特性 NmaxstmaxmmTTXRURKTXUKTnnnXRSpfn 2202222202002002260 如在一定负载下，欲得到不同的转速，如在一定负载下，欲得到不同的转速，可以由改变可以由改变S、p 和和f 四个参数入手，则相应四个参数入手，则相应地有如下几种调速方法。地有如下几种调速方法。一、调压调速（改变一、调压调速（改变S） 改变电源电压时的人为机械特性如图改变电源电压时的人为机械特性如图所示：所示：调压调速的特点：调压调速的特点： 1. 高速工作时，调速范围不大；高速工作时，调速范围不大； 2. 低速

17、工作时，转子电路电流大，容易烧坏电动机低速工作时，转子电路电流大，容易烧坏电动机 。 3.定子调压调速的方法特别适合于通风机及泵类等机械定子调压调速的方法特别适合于通风机及泵类等机械。 二、二、 转子电路串电阻调速转子电路串电阻调速 （改变（改变S） 原理接线图和机械特性如图所示：原理接线图和机械特性如图所示： 当然，这种调速方法只适用于线绕式异步电动机，其启动电阻当然，这种调速方法只适用于线绕式异步电动机，其启动电阻可兼作调速电阻用，不过此时要考虑稳定运行时的发热，应适当增可兼作调速电阻用，不过此时要考虑稳定运行时的发热，应适当增大电阻的容量。大电阻的容量。 1. 转子电路串电阻调速转子电路

18、串电阻调速简单可靠简单可靠，但它是，但它是有级调速有级调速。 2. 随转速降低，随转速降低，特性变软特性变软。 3. 转子电路电阻损耗与转差率成正比，低速时转子电路电阻损耗与转差率成正比，低速时损耗大损耗大。 所以，这种调速方法大多用在重复短期运转的生产机械中，如所以，这种调速方法大多用在重复短期运转的生产机械中，如在起重运输设备中应用非常广泛。在起重运输设备中应用非常广泛。 特点：特点： 三、三、 串级调速串级调速 串级调速的原理如图所示（转子绕组中串入附加电动势）串级调速的原理如图所示（转子绕组中串入附加电动势） 串级调速的机械特性如图所示串级调速的机械特性如图所示 串级调速的优点是运行效

19、率高，缺点是设备体积随调速范围的串级调速的优点是运行效率高，缺点是设备体积随调速范围的扩大而增大，故造价较高。扩大而增大，故造价较高。四、电磁转差离合器调速四、电磁转差离合器调速 电磁转差离合器调速的特点是异步电动机和负载之间用电磁转电磁转差离合器调速的特点是异步电动机和负载之间用电磁转差离合器连接，其原理图差离合器连接，其原理图如图所示如图所示 电磁转差离合器的工作原理与异步电动机很相似，机械特性也电磁转差离合器的工作原理与异步电动机很相似，机械特性也相似相似;但理想空载点的转速为异步电动机的转速但理想空载点的转速为异步电动机的转速n1，而不是其同步转，而不是其同步转速。速。电磁转差离合器的

20、机械特电磁转差离合器的机械特性性 电磁转差离合器连同它的异步电动机一起称为电磁转差离合器连同它的异步电动机一起称为“滑差电动机滑差电动机”。 电磁转差离合器结构简单，运行可靠，维护较方便，能平滑调电磁转差离合器结构简单，运行可靠，维护较方便，能平滑调速，但低速时损耗大，效率低。速，但低速时损耗大，效率低。五、变频调速五、变频调速 改变定子电源频率时的人为机改变定子电源频率时的人为机械特性如图所示械特性如图所示 异步电动机的转速正比于定子电源的频率异步电动机的转速正比于定子电源的频率f，若连续地调节定，若连续地调节定子电源频率，即可实现连续地改变电动机的转速。子电源频率，即可实现连续地改变电动机

21、的转速。5.1 变压变频调速变压变频调速 定子电路的电压方程：定子电路的电压方程： 电动机在额定运行时，电动机在额定运行时，I1Z1n0，S=(n0-n)/n00，异步电动机就进入发电状态。，异步电动机就进入发电状态。 反馈制动时，电机从轴上吸取功率后，一部分转换为转子铜耗，反馈制动时，电机从轴上吸取功率后，一部分转换为转子铜耗，大部分则通过空气隙进入定子，并在供给定子铜耗和铁耗后，反馈大部分则通过空气隙进入定子，并在供给定子铜耗和铁耗后，反馈给电网。给电网。 反馈制动的机械特性是电动状态机械特性是第一象限向第二象反馈制动的机械特性是电动状态机械特性是第一象限向第二象限的延伸或第三象限向第四象

22、限的延伸，如图所示。限的延伸或第三象限向第四象限的延伸，如图所示。 1）负载转矩为位能性转矩）负载转矩为位能性转矩的起重机械在下放重物时的反馈的起重机械在下放重物时的反馈制动运行状态。制动运行状态。 2）电动机在变极调速或变）电动机在变极调速或变频调速过程中，极对数突然增多频调速过程中，极对数突然增多或供电频率突然降低，使同步转或供电频率突然降低，使同步转速速n0 突然降低时的反馈制动运突然降低时的反馈制动运行状态。行状态。 例如，某生产机械采用双速电动机拖动。例如，某生产机械采用双速电动机拖动。1500250606001 pfnr/min； 低速运行时为低速运行时为8极（极（2p=8） 高速

23、运行时为高速运行时为4极（极（2p=4）7504506002 nr/min； 如图所示如图所示二、二、 反接制动反接制动 电源反接制动电源反接制动 如果正常运行时异步电动机三相电源的相序突然改变，即电源如果正常运行时异步电动机三相电源的相序突然改变，即电源反接，这就改变了旋转磁场的方向，电动机状态下的机械特性曲线反接，这就改变了旋转磁场的方向，电动机状态下的机械特性曲线就由第一象限的曲线就由第一象限的曲线1变成了第三象限的曲线变成了第三象限的曲线2，如图所示。，如图所示。 曲线曲线3为转子串入电阻的为转子串入电阻的人为机械特性，以限制绕组中人为机械特性，以限制绕组中电流的大小。电流的大小。二、

24、二、 反接制动反接制动 倒拉反接制动倒拉反接制动 倒拉制动出现在位能负载转矩超过电磁转矩的时候，例如起倒拉制动出现在位能负载转矩超过电磁转矩的时候，例如起重机下放重物，为了使下降速度不致太快，就常用这种工作状态。重机下放重物，为了使下降速度不致太快，就常用这种工作状态。，特性曲线如图所示。，特性曲线如图所示。 曲线曲线2，转子串入较大电，转子串入较大电阻的人为机械特性，以限制绕阻的人为机械特性，以限制绕组中电流的大小。组中电流的大小。三、能耗制动三、能耗制动 异步电动机能耗制动是比较常用的准确停车的方法，其原理线异步电动机能耗制动是比较常用的准确停车的方法，其原理线路图一般如图所示。路图一般如

25、图所示。 47 单相异步电动机的基本结构和工作原理单相异步电动机的基本结构和工作原理 特点：特点： 1. 为小容量的电动机，从几瓦到几百瓦；为小容量的电动机，从几瓦到几百瓦； . 2. 由单相交流电源供电的旋转电机；由单相交流电源供电的旋转电机； 3. 具有结构简单、成本低廉、运行可靠等一系列优点。具有结构简单、成本低廉、运行可靠等一系列优点。 所以单相异步电动机被广泛用于所以单相异步电动机被广泛用于电风扇电风扇、洗衣机洗衣机、电唱机电唱机、吸吸尘器尘器、医疗器械医疗器械及及自动控制装置自动控制装置中。中。一、一、 单相异步电动机的磁场单相异步电动机的磁场 单相异步电动机的定子绕组为单相，转子

26、一般为鼠笼式单相异步电动机的定子绕组为单相，转子一般为鼠笼式 。 当接入单相交流电源时，它在定、转子气隙中产生一个脉动磁当接入单相交流电源时，它在定、转子气隙中产生一个脉动磁场。场。 此磁场在空间并不旋转，此磁场在空间并不旋转，只是磁通或磁感应强度的大小只是磁通或磁感应强度的大小随时间作正弦变化，随时间作正弦变化， 即即 tsinBBm 在电机系统中，常把磁通大小随时间做正弦变化的磁场称在电机系统中，常把磁通大小随时间做正弦变化的磁场称脉动脉动磁场磁场，其磁场曲线如图：，其磁场曲线如图： 可以证明，一个空间轴线固定而大小按正弦规律变化的脉动磁可以证明，一个空间轴线固定而大小按正弦规律变化的脉动

27、磁场（用磁感应强度场（用磁感应强度B表示），可以分解成两个转速相等而方向相反表示），可以分解成两个转速相等而方向相反的旋转磁场的旋转磁场 和和 ，如图（，如图（b）所示，磁感应强度的大小为：）所示，磁感应强度的大小为：1mB2mB221/BBBmmm 两个旋转磁场的同步转速为：两个旋转磁场的同步转速为： pfn600 如果仅有一个单相绕组，则在通电前转子原来是静止的，通电如果仅有一个单相绕组，则在通电前转子原来是静止的，通电后转子仍将静止不动。后转子仍将静止不动。 两个旋转磁场分别作用于鼠笼式转子而产生两个方向相反的转两个旋转磁场分别作用于鼠笼式转子而产生两个方向相反的转矩，如图所示。矩，如图

28、所示。 若此时用手拔动它，转子便顺着拔动方向转动起来，最后达到若此时用手拔动它，转子便顺着拔动方向转动起来，最后达到稳定运行状态。稳定运行状态。 单相单相 异步电动机没有异步电动机没有启动能力启动能力，但一经推动后，它却能转动起，但一经推动后，它却能转动起来。来。 由此可得出结论：由此可得出结论： （1）在脉动磁场作用下的单相异步电动机没有启动能力，即启）在脉动磁场作用下的单相异步电动机没有启动能力，即启动转矩为零；动转矩为零； （2）单相异步电动机一旦启动，它能自行加速到稳定运行状态，）单相异步电动机一旦启动，它能自行加速到稳定运行状态，其旋转方向不固定，完全取决于启动时的旋转方向。其旋转方

29、向不固定，完全取决于启动时的旋转方向。 因此，要解决单相异步电动机的应用问题，首先必须解决它的因此，要解决单相异步电动机的应用问题，首先必须解决它的启动转矩问题。启动转矩问题。 二、单相异步电动机的启动方法二、单相异步电动机的启动方法 单相异步电动机在启动时若能产生一个旋转磁场，就可以建立单相异步电动机在启动时若能产生一个旋转磁场，就可以建立启动转矩而自行启动，下面介绍常见的单相异步电动机。启动转矩而自行启动，下面介绍常见的单相异步电动机。 电容分相式异步电动机电容分相式异步电动机 如图所示为电容分相式如图所示为电容分相式异步电动机的接线原理图。异步电动机的接线原理图。 当选择参数使当选择参数

30、使BY绕组中的电流在相位上超前绕组中的电流在相位上超前AX绕组中的电流绕组中的电流900时，通电后能在定、转子气隙内产生一个旋转磁场，如图所示：时，通电后能在定、转子气隙内产生一个旋转磁场，如图所示： 在此旋转磁场作用下，鼠笼转子将跟着旋转磁场一起旋转。在此旋转磁场作用下，鼠笼转子将跟着旋转磁场一起旋转。 若在启动绕组若在启动绕组BY支路中，接入支路中，接入一离心开关一离心开关QC，如图所示。电动机，如图所示。电动机启动后，当转速达到额定值附近时，启动后，当转速达到额定值附近时，借离心力的作用，将借离心力的作用，将QC打开，此后打开，此后电动机就成为单相运行了，此种结电动机就成为单相运行了，此

31、种结构型式的电动机，称为电容分相式构型式的电动机，称为电容分相式电动机。也可不用离心开关，即在电动机。也可不用离心开关，即在运行时并不切断电容支路。运行时并不切断电容支路。 值得指出，欲使电动机反值得指出，欲使电动机反转，不能像三相异步电动机那转，不能像三相异步电动机那样掉换两根电源线来实现，必样掉换两根电源线来实现，必须以掉换电容器须以掉换电容器C的串联位置的串联位置来实现，如图所示，即改变来实现，如图所示，即改变QB的接通位置，就可改变旋转磁的接通位置，就可改变旋转磁场的方向，从而实现电动机的场的方向，从而实现电动机的反转。洗衣机中的电动机，就反转。洗衣机中的电动机，就是靠定时器中的自动转

32、换开关是靠定时器中的自动转换开关来实现这种切换的。来实现这种切换的。 罩极式单相异步电动机罩极式单相异步电动机 在磁极的一侧开一个小槽，用短路铜在磁极的一侧开一个小槽，用短路铜环罩住磁极的一部分。环罩住磁极的一部分。 磁极的磁通被分为两部分，由于电磁感应作用，在罩极线圈磁极的磁通被分为两部分，由于电磁感应作用，在罩极线圈中产生感应电流，其作用是阻止通过罩极部分的磁通的变化，中产生感应电流，其作用是阻止通过罩极部分的磁通的变化，使罩极部分的磁通在相位上滞后于未罩部分的磁通。使罩极部分的磁通在相位上滞后于未罩部分的磁通。 这种在空间上相差一定角度，在时间上又有一定相位差的两这种在空间上相差一定角度

33、，在时间上又有一定相位差的两部分磁通，合成效果与前面所述旋转磁场相似。部分磁通，合成效果与前面所述旋转磁场相似。48 同步电动机的基本结构和工作原理同步电动机的基本结构和工作原理一、同步电动机的基本结构一、同步电动机的基本结构 定子定子：由铁心、定子绕组（又叫电枢绕组，通常是三相对称绕：由铁心、定子绕组（又叫电枢绕组，通常是三相对称绕组，并通有对称三相交流电流）、机座以及端盖等主要部件组成组，并通有对称三相交流电流）、机座以及端盖等主要部件组成 转子转子：包括主磁极、装在主磁极上的直流励磁绕组、特别设置：包括主磁极、装在主磁极上的直流励磁绕组、特别设置的鼠笼型启动绕组、电刷以及集电环等主要部件

34、。的鼠笼型启动绕组、电刷以及集电环等主要部件。 同步电动机按同步电动机按转子主磁极的形状转子主磁极的形状分为隐极式（左）分为隐极式（左）和凸极式（右）两和凸极式（右）两种，它们的结构如种，它们的结构如图所示。图所示。 二、同步电动机的工作原理和运行特性二、同步电动机的工作原理和运行特性 1工作原理工作原理 同步电动机的基本工作原理可用下图来说明。同步电动机的基本工作原理可用下图来说明。 电枢绕组通以对称三相交流电流后，气隙中便产生一电枢旋转电枢绕组通以对称三相交流电流后，气隙中便产生一电枢旋转磁场，其旋转速度为同步转速磁场，其旋转速度为同步转速pfn600 在转子励磁绕组中通以直流电流后，在转

35、子励磁绕组中通以直流电流后，同一空气隙中，又出现一个大小和极性固同一空气隙中，又出现一个大小和极性固定、极对数与电枢旋转磁场相同的直流励定、极对数与电枢旋转磁场相同的直流励磁磁场。这两个磁场的相互作用，使转子磁磁场。这两个磁场的相互作用，使转子被电枢旋转磁场拖着以同步转速一起旋转，被电枢旋转磁场拖着以同步转速一起旋转，即即“同步同步”电动机也由此而得名。电动机也由此而得名。 2机械特性机械特性 在电源频率在电源频率f 与电动机转子极对数与电动机转子极对数p为一定的情况下，转子的转为一定的情况下，转子的转速为一常数，速为一常数，n=n0，因此同步电动机具有恒定转速的特性，它的运，因此同步电动机具有恒定转速的特性，它的运转速度是不随负载转矩而变化的。同步电动机的机械特性如图所示。转速度是不随负载转矩而变化的。同步电动机的机械特性如图所示。 三、同步电动机的启动三、同步电动机的启动 同步电动机虽具有功率因数可以调节的优点同步电动机虽具有功率因数可以调节的优点,但却没有像异步电但却没有像异步电动机那样得到广泛应用，这不仅是由于它的结构复杂、价格贵，而动机那样得到广泛应用，这不仅是由于它的结构复杂、价格贵，而且它的启动困难。如图所示且它的启动困难。如图所示 ： 为了启动同步电动机，采用了异步启