同步電動(dòng)機(jī)和同步調(diào)相機(jī).ppt

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[內(nèi)容],15.3同步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng),15.1同步電動(dòng)機(jī)的工作原理,15.2同步電動(dòng)機(jī)的功角特性與磁阻電動(dòng)機(jī),15.4同步調(diào)相機(jī),[要求],●理解同步電機(jī)由發(fā)電機(jī)狀態(tài)過(guò)渡到電動(dòng)機(jī)狀態(tài)的可逆原理。●掌握同步電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)勢(shì)方程式、相量圖和功率因數(shù)的可調(diào)原理。●掌握同步電動(dòng)機(jī)的功角特性和磁阻電動(dòng)機(jī)的工作原理?！裾莆胀诫妱?dòng)機(jī)的起動(dòng)方法?！裾莆胀秸{(diào)相機(jī)的工作原理和特點(diǎn)。,15.1同步電動(dòng)機(jī)的工作原理,同步電機(jī)可作：發(fā)電機(jī)運(yùn)行、電動(dòng)機(jī)運(yùn)行、調(diào)相機(jī)運(yùn)行。,一、同步電機(jī)的可逆原理,1.發(fā)電機(jī)運(yùn)行,,,,,電磁轉(zhuǎn)矩為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。,機(jī)械功率→電功率,2.空載運(yùn)行,,,,如果撤去原動(dòng)機(jī):,同步發(fā)電機(jī)空載運(yùn)行,電動(dòng)機(jī)空載,這是，合成磁場(chǎng)略超前轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)，若忽略空載損耗，則,如果撤去原動(dòng)機(jī)，并帶上機(jī)械負(fù)載：,3.同步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行,電動(dòng)機(jī),發(fā)電機(jī),空載,二、同步電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)勢(shì)方程式及相量圖,按發(fā)電機(jī)慣例畫(huà)圖，隱極同步電動(dòng)機(jī)的相量圖和等效電路：,隱極同步電動(dòng)機(jī),凸極同步電動(dòng)機(jī),按電動(dòng)機(jī)慣例畫(huà)圖，同步電動(dòng)機(jī)的相量圖：,同步電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)勢(shì)平衡方程,可見(jiàn)，過(guò)勵(lì)運(yùn)行的同步電動(dòng)機(jī)，相當(dāng)于電容器，可提高電網(wǎng)的功率因數(shù)。,同步電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：,改變勵(lì)磁電流，可以改變無(wú)功電流的大小，從而改變功率因數(shù)的性質(zhì)及大小。過(guò)勵(lì)時(shí)，電動(dòng)機(jī)輸入的超前性（容性）無(wú)功電流增大；欠勵(lì)時(shí)，電動(dòng)機(jī)輸入的滯后性（感性）無(wú)功電流增大。,電動(dòng)機(jī)輸入電流與發(fā)電機(jī)輸出電流方向相反，過(guò)勵(lì)時(shí)，發(fā)電機(jī)輸出滯后的電流，電動(dòng)機(jī)輸入超前的電流，電樞反應(yīng)有去磁作用；欠勵(lì)時(shí)，發(fā)電機(jī)輸出超前的電流，電動(dòng)機(jī)輸入滯后的電流，電樞反應(yīng)有增磁作用。,同步電動(dòng)機(jī)的電樞反應(yīng)性質(zhì)：,[例15.1.1],15.2同步電動(dòng)機(jī)的功角特性與磁阻電動(dòng)機(jī),一、同步電動(dòng)機(jī)的功角特性,,發(fā)出負(fù)功率，即吸收功率。,,,發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，為正；電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，為負(fù)。,按發(fā)電機(jī)來(lái)寫(xiě)電動(dòng)機(jī)功角特性,（吸收正功率）,二、磁阻電動(dòng)機(jī),在小容量凸極同步電動(dòng)機(jī)中，轉(zhuǎn)子上不安放勵(lì)磁繞組，,此時(shí)電動(dòng)機(jī)的電磁功率為：,,該電磁功率對(duì)應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩，稱為磁阻轉(zhuǎn)矩。,可見(jiàn)，凸極同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子上無(wú)勵(lì)磁時(shí)，也能拖動(dòng)一定的機(jī)械負(fù)載工作。,這種電動(dòng)機(jī)稱為磁阻電動(dòng)機(jī)。,15.3同步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng),一、同步電動(dòng)機(jī)不能自行起動(dòng),同步電動(dòng)機(jī)定子接入電源時(shí)，定子磁場(chǎng)立即以同步速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子因慣性不能立即旋轉(zhuǎn)起來(lái)，轉(zhuǎn)子時(shí)而受到逆時(shí)針?lè)较虻霓D(zhuǎn)矩，時(shí)而又受到順時(shí)針?lè)较虻霓D(zhuǎn)矩，因此起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子上的平均轉(zhuǎn)矩為零。所以，同步電動(dòng)機(jī)不能自行起動(dòng)。,二、同步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法,對(duì)于凸極同步電動(dòng)機(jī)，由于存在磁阻轉(zhuǎn)矩，很容易被拉入同步，因此，為了改善起動(dòng)性能，同步電動(dòng)機(jī)大多采用凸極式結(jié)構(gòu)。,轉(zhuǎn)子磁極表面裝有導(dǎo)條短路繞組，稱為起動(dòng)繞組，實(shí)際上也是阻尼繞組。,起動(dòng)時(shí)，把勵(lì)磁繞組串聯(lián)一個(gè)比自身電阻大5～10倍電阻后再短接起來(lái)。當(dāng)定子加上電壓后，定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子起動(dòng)繞組產(chǎn)生異步轉(zhuǎn)矩，而使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)速上升到接近同步轉(zhuǎn)速時(shí)，再給轉(zhuǎn)子加上勵(lì)磁，把轉(zhuǎn)子拉入同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。,注意：起動(dòng)時(shí)勵(lì)磁繞組不能開(kāi)路，否則將產(chǎn)生高電壓；勵(lì)磁繞組也不能直接短路，否則對(duì)起動(dòng)將產(chǎn)生不利影響。,1.異步起動(dòng),選用與同步電動(dòng)機(jī)極數(shù)相同的異步電動(dòng)機(jī)（容量為主機(jī)的5%～15%）作為輔助電動(dòng)機(jī)。首先給輔助電動(dòng)機(jī)加交流電源，使其拖動(dòng)同步電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速時(shí)，用自整步法將主機(jī)投入電源，并切斷輔助電動(dòng)機(jī)電源。這種方法只適合于空載起動(dòng)，所需設(shè)備較多，操作復(fù)雜。,2.輔助電動(dòng)機(jī)起動(dòng),3.變頻起動(dòng)同步電動(dòng)機(jī)采用變頻電源供電。起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子繞組加勵(lì)磁建立磁極磁場(chǎng)，定子繞組接變頻電源，以低頻電壓進(jìn)行起動(dòng)。隨著轉(zhuǎn)速升高逐步上調(diào)電源頻率，則轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速將始終跟隨定子磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速而同步上升，直至額定轉(zhuǎn)速。,變頻起動(dòng)過(guò)程平穩(wěn)，性能優(yōu)越。采用變頻器供電的交流電動(dòng)機(jī)還可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。,15.4同步調(diào)相機(jī),同步調(diào)相機(jī)，也稱同步補(bǔ)償機(jī)，是一種專門設(shè)計(jì)的無(wú)功功率發(fā)電機(jī)，準(zhǔn)確說(shuō)，就是不帶機(jī)械負(fù)載的同步電動(dòng)機(jī)。它不發(fā)有功，只發(fā)無(wú)功，調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流大小可以調(diào)節(jié)無(wú)功大小及性質(zhì)。,正常勵(lì)磁過(guò)勵(lì)欠勵(lì)同步調(diào)相機(jī)的相量圖,,,在電力網(wǎng)中，每100萬(wàn)kVA的發(fā)電容量，一般要求有15～30萬(wàn)kVar的調(diào)相,容量與之配合，所以調(diào)相機(jī)利用率較高。,同步調(diào)相機(jī)一般裝在靠近負(fù)荷中心的變電所中。,同步調(diào)相機(jī)的額定容量是指它在過(guò)勵(lì)時(shí)的視在功率。,本章結(jié)束,