同步電動機的工作原理

2021-03-03 23:02:25 字數 1685 閱讀 9716

同步電動機

轉子轉速與定子旋轉磁場的轉速相同的交流電動機。其轉子轉速n與磁極對數p、電源頻率f之間滿足n=f/p。轉速n決定於電源頻率f,故電源頻率一定時,轉速不變,且與負載無關。

具有執行穩定性高和過載能力大等特點。常用於多機同步傳動系統、精密調速穩速系統和大型裝置(如軋鋼機)等。

同步電動機是屬於交流電機,定子繞組與非同步電動機相同。它的轉子旋轉速度與定子繞組所產生的旋轉磁場的速度是一樣的,所以稱為同步電動機。正由於這樣,同步電動機的電流在相位上是超前於電壓的,即同步電動機是乙個容性負載。

為此,在很多時候,同步電動機是用以改進供電系統的功率因數的。

同步電動機在結構上大致有兩種:

1、轉子用直流電進行勵磁。它的轉子做成顯極式的,安裝在磁極鐵芯上面的磁場線圈是相互串聯的,接成具有交替相反的極性,並有兩根引線連線到裝在軸上的兩隻滑環上面。磁場線圈是由乙隻小型直流發電機或蓄電池來激勵,在大多數同步電動機中,直流發電機是裝在電動機軸上的,用以**轉子磁極線圈的勵磁電流。

由於這種同步電動機不能自動啟動,所以在轉子上還裝有鼠籠式繞組而作為電動機啟動之用。鼠籠繞組放在轉子的周圍,結構與非同步電動機相似。

當在定子繞組通上三相交流電源時,電動機內就產生了乙個旋轉磁場,鼠籠繞組切割磁力線而產生感應電流,從而使電動機旋轉起來。電動機旋轉之後,其速度慢慢增高到稍低於旋轉磁場的轉速,此時轉子磁場線圈經由直流電來激勵,使轉子上面形成一定的磁極,這些磁極就企圖跟蹤定子上的旋轉磁極,這樣就增加電動機轉子的速率直至與旋轉磁場同步旋轉為止。

2、轉子不需要勵磁的同步電機

轉子不勵磁的同步電動機能夠運用於單相電源上,也能運用於多相電源上。這種電動機中,有一種的定子繞組與分相電動機或多相電動機的定子相似,同時有乙個鼠籠轉子,而轉子的表面切成平面。所以是屬於顯極轉子,轉子磁極是由一種磁化鋼做成的,而且能夠經常保持磁性。

鼠籠繞組是用來產生啟動轉矩的,而當電動機旋轉到一定的轉速時,轉子顯極就跟住定子線圈的電流頻率而達到同步。顯極的極性是由定子感應出來的,因此它的數目應和定子上極數相等,當電動機轉到它應有的速度時,鼠籠繞組就失去了作用,維持旋轉是靠著轉子與磁極跟住定子磁極,使之同步

同步電動機的起動方法:

同步電動機只有在定子旋轉磁場與轉子勵磁磁場相對靜止時,才能得到平均電磁轉矩。如將靜止的同步電動機勵磁後直接投入電網,這時定子旋轉磁場與轉子磁場間以同步轉速n1作相對運動,轉子受到交變的脈動轉矩,其平均值為零,電機不能起動。所以必須借助其他方式來起動。

常用的起動方法有下列三種:

1. 輔助電機起動

通常選用和同步電動機極數相同的感應電動機(容量為主機的5%~15%)作為輔助電動機。先用輔助電動機將主機拖到接近同步轉速,然後用自整步法將其投入電網,再切斷輔助電動機電源。這種方法只適用於空載起動,而且所需裝置多,操作複雜。

2. 變頻起動

此法實質上是改變定子旋轉磁場轉速利用同步轉矩來起動。在起動開始時,轉子加上勵磁,定子電源的頻率調得很低,然後逐步增加到額定頻率,使轉子的轉速隨著定子旋轉磁場的轉速而同步上公升,直到額定轉速。採用此法須有變頻電源,而且勵磁機與電動機必須是非同軸的,否則在最初轉速很低時無法產生所需的勵磁電壓。

3. 非同步起動

同步電動機多數在轉子上裝有類似於感應電動機的籠型起動繞組(即阻尼繞組)。同步電動機非同步起動的原理接線如下圖所示。起動時,先把勵磁繞組接到約為勵磁繞組電阻值10倍的附加電阻,然後用感應電動機起動方法,將定子投入電網使之依靠非同步轉矩起動。

當轉速上公升到接近同步轉速時,再加入勵磁電流,依靠同步電磁轉矩將轉子牽入同步。

同步電動機起動方法設計

摘要 同步電動機可以通過調節其勵磁電流來改善電網的功率因數,因而在不需要調速的低速大功率機械中得到較廣泛的應用。隨著變頻技術的不斷發展,同步電動機的起動和調速問題都得到了解決,從而進一步擴大了其應用範圍。本文先介紹了同步電機及同步電動機的工作原理,而後就同步電動機的非同步起動和變頻起動進行了simu...

同步電動機執行規程

bl c 5803 dl 05 2004 編制 李邁群 審核 檢維修中心 2005年3月 第一章概述 第一節適應範圍和一般要求 第1條本規程適用於化肥系統的同步電動機。第2條在每台同步電動機及附屬裝置上均有定額銘牌。第3條每台同步機均應按各規定的次序編號,同步電動機的附屬裝置如礪磁裝置,輔助機盤等均...

同步電動機頻繁損壞的解決措施

摘要 同步電動機因為具有溫度低 執行穩定 輸出功率大,特別是支援電網電壓,提高功率因數等一系列優點,所以在化工行業得到廣泛應用。但是,長期以來發生同步電動機及其勵磁裝置損壞事故屢見不鮮。本文闡述同步電動機頻繁損壞的根本原因不在電動機本身,而在勵磁裝置技術效能太差。針對勵磁裝置技術效能的缺陷,進行技術...