同步电动机与同步补偿机分析课件

同步电动机

与同步补偿机电机学6.91同步电动机概述同步电动机的工作原理同步补偿机简介本节内容2电机学教案，©2008by重庆大学电气工程学院韩力，hanli@步电动机的结构一般采用凸极结构；磁极表面安装有起动绕组（阻尼绕组）。同步电动机的优点可以改善功率因数；低速时，同步电动机的体积与重量比同容量、同转速的感应电动机要小；气隙大，Xd小，过载能力高，静态稳定性好。同步电动机的缺点起动不方便；只适合恒速负载；结构复杂、成本高。同步电动机概述3电机学教案，©2008by重庆大学电气工程学院韩力，hanli@压方程、相量图功角特性功率方程、转矩方程功率因数特性V形曲线起动方法同步电动机工作原理4电机学教案，©2008by重庆大学电气工程学院韩力，hanli@步电机运行状态的变化SN定子合成磁场N0S0主磁极TeδnsT1SN定子合成磁场Te=0N0S0主磁极nsT1SN定子合成磁场N0S0主磁极T2δnsTe5电机学教案，©2008by重庆大学电气工程学院韩力，hanli@步电机电压方程与相量图发电机惯例：电动机惯例：同步电动机电压方程～6电机学教案，©2008by重庆大学电气工程学院韩力，hanli@步电机电压方程与相量图发电机惯例：电动机惯例：7电机学教案，©2008by重庆大学电气工程学院韩力，hanli@极同步电动机的相量图8电机学教案，©2008by重庆大学电气工程学院韩力，hanli@步电动机的功角特性发电机惯例：电动机惯例：9电机学教案，©2008by重庆大学电气工程学院韩力，hanli@步电动机的

功率方程和转矩方程功率方程：转矩方程：其中：10电机学教案，©2008by重庆大学电气工程学院韩力，hanli@极同步电机的标幺值系统发电机：电动机：11电机学教案，©2008by重庆大学电气工程学院韩力，hanli@步电动机的工作特性O前提：U＝UN，If＝IfN工作特性：Te＝f(P2)IM＝f(P2)η＝f(P2)cosφ＝f(P2)ηTeT0IMI012电机学教案，©2008by重庆大学电气工程学院韩力，hanli@步电动机的功率因数特性IfI’fI”fIf<I’f<I”f1.01.0O超前滞后结论：在同一励磁电流下，随着负载的增加，功率因数从超前变到滞后；在同一负载下，调节励磁电流，可以改善功率因数。13电机学教案，©2008by重庆大学电气工程学院韩力，hanli@步电动机无功功率的调节正常励磁：φM=0，cosφM=1，Q=0过励磁：φM<0，cosφM超前，Q<0(容性)欠励磁：φM>0，cosφM滞后，Q>0(感性)14电机学教案，©2008by重庆大学电气工程学院韩力，hanli@步电动机的V形曲线正常励磁超前过励滞后欠励不稳定区IfIMOPe=0P’e>0P”e>P’ecos

φM=1cos

φM=0.8cos(-φM)=0.8结论：调节励磁电流，就可以调节同步电动机的无功电流和功率因数；当同步电动机工作在过励状态时，向电网吸收超前无功，可改善电网的功率因数。15电机学教案，©2008by重庆大学电气工程学院韩力，hanli@前与滞后的无功功率功率因数角电压与电流的关系同步发电机同步电动机φ>0I滞后于U向电网发出滞后的无功功率(过励)从电网吸收滞后的无功功率(欠励)从电网吸收超前的无功功率(过励)向电网发出超前的无功功率(欠励)φ<0I超前于U向电网发出超前的无功功率(欠励)从电网吸收超前的无功功率(过励)从电网吸收滞后的无功功率(欠励)向电网发出滞后的无功功率(过励)16电机学教案，©2008by重庆大学电气工程学院韩力，hanli@励过励超前与滞后的无功功率无穷大电网Q>0(滞后)Q<0(超前)Q>0(滞后)Q<0(超前)17电机学教案，©2008by重庆大学电气工程学院韩力，hanli@步电动机的起动问题

同步电动机没有自起动转距。定子通入三相对称电流，在气隙内产生转速为ns的旋转磁场，转子通入直流励磁，产生N、S极，定子前后半周对转子磁极的作用力相反，产生的平均转距为零，无法自起动。AXBCYAXBCYSaNa+AZAXBCYAXBCYSaNa+AZAXBCYAXBCYSaNa+AAXBCYAXBCYSaNaAXBCYAXBCYSaNa+AZNS18电机学教案，©2008by重庆大学电气工程学院韩力，hanli@步起动法辅助电动机拖动起动法变频起动法同步电动机的起动方法19电机学教案，©2008by重庆大学电气工程学院韩力，hanli@用感应电动机工作原理。在转子极靴上加装起动绕组（发电机称为阻尼绕组），起动时，励磁绕组不能开路（以免产生过大的感应电势，击穿绝缘），亦不能直接短路（对起动不利），需串入阻值约为10倍的电阻。当异步起动使转子转速上升、转接近同步速，加入直流励磁，进入同步电机运行状态。同步电动机的异步起动法20电机学教案，©2008by重庆大学电气工程学院韩力，hanli@步电动机的异步起动法21电机学教案，©2008by重庆大学电气工程学院韩力，hanli@义：一台不带机械负载的同步电动机，专门用于发出（或者吸收）无功功率，以改善电网的功率因数。也称同步调相机。相量图：同步补偿机过励：电容器欠励：电感器结论：只要调节励磁电流的大小，就可以灵活的调节无功功率的大小与性质。22电机学教案，©2008by重庆大学电气工程学院韩力，hanli@电网负荷较大时，为了改善功率因素，同步补偿机应过励运行。当电网负荷很轻时，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。此时，同步补偿机应运行在欠励状态，吸收电网中多余的无功功