同步电机(4)同步电动机和调相机讲解
第二十章1同步电动机和同步调相机
& 吸收感性无功功率。 2.欠励：I 超前于 U ，吸收感性无功功率。 欠励：& 欠励
按照发电机惯例画出空载、过励、欠励时 空矢量图如下 空矢量图如下： 按照发电机惯例画出空载、过励、欠励时-空矢量图如下：
二、用途 1．受控补偿
当负荷较大时，为了改善功率因素，同步补偿机应 当负荷较大时，为了改善功率因素， 过励运行. 过励运行 2、中间补偿 当电网在负载下工作时,由于滞后性负载引起线路 当电网在负载下工作时 由于滞后性负载引起线路 电压的下降;当电网负荷很轻时 当电网负荷很轻时， 电压的下降 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， 将呈现较大的电容作用，使受端电网电压升高，此 同步补偿机应运行在欠励状态， 时，同步补偿机应运行在欠励状态，吸收电网中多 余的无功功率。 余的无功功率。
五、负载运行时的 负载运行时的转矩和功率平衡方程式 六、有功功率的调节和静态稳定 1、同步发电机的功角特性及其公式 、 2、调节有功功率时发电机输出无功功率的变化情况 、 3、静态稳定：静态稳定的条件、稳定度、稳定范围。 、静态稳定：静态稳定的条件、稳定度、稳定范围。 七、V形曲线及其特点
第二十章 同步电动机和同步调相机 1、同步电动机的运行原理； 、同步电动机的运行原理；
一电所的容量为2000kVA，变电所本来的负荷为 ， 一电所的容量为 1200kW，功率因数 Cosφ = 0.65 （落后），今该厂欲 落后）， ），今该厂欲 ， 增加一台额定功率为500kW，功率因数 Cosφ = 0.8 增加一台额定功率为 ， 超前）的同步电动机，问当该同步电动机满载时， （超前）的同步电动机，问当该同步电动机满载时， 全厂的功率因数是多少？变电所是否过载？ 全厂的功率因数是多少？变电所是否过载？
同步电动机和同步调相机教学
同步电动机和同步调相机的比较
应用场景
性能差异
同步电动机主要用于驱动负载，如泵、 风机等，而同步调相机主要用于调节 电力系统无功功率。
同步电动机具有较高的效率和稳定性， 适用于精确控制转速的场合，而同步 调相机则具有更好的无功调节性能和 节能环保特点。
控制方式
同步电动机通常通过改变输入电压或 频率来控制其转速，而同步调相机则 通过调节励磁电流来控制无功功率输 出。
同步调相机的应用
无功补偿
同步调相机可以用于无功补偿， 通过吸收容性无功功率来提高电 网的功率因数，改善电能质量。
电压调节
同步调相机可以通过调节励磁电 流来控制输出电压，保持电网电
压的稳定。
平衡负载
在电力系统中，同步调相机可以 平衡负载，防止因负载不平衡引
起的过载或欠载问题。
同步电动机和同步调相机的选择和使用
同步电动机和同步调相机的 应用
同步电动机的应用
驱动负载
同步电动机主要用于驱动各种负 载，如泵、风机、压缩机等，以 满足工业生产和日常生活的需求。
调速控制
同步电动机可以通过改变输入的励 磁电流或转子电流来调节转速，实 现精确的调速控制。
平衡负载
在多电机驱动系统中，同步电动机 可以平衡负载，确保各电机之间的 负载分配均匀。
THANKS
谢谢
励磁磁场与转子磁场相 互作用，形成旋转磁场。
阻尼绕组产生阻尼电流， 有助于稳定运行。
同步调相机将机械能转 换为电能，输出至电网。
同步调相机的控制和保护
控制方式
通过控制励磁电流的大小和方向 ，调节输出电压和频率。
保护措施
设置过电流、过电压、欠电压等 保护措施，确保同步调相机的安 全运行。
同步调相机你了解多少？
同步调相机你了解多少？同步调相机是一种特殊运行状态下的同步电机，当应用于电力系统时，能根据系统的需要，自动地在电网电压下降时增加无功输出!在电网电压上升时吸收无功功率，以维持电压，提高电力系统的稳定性，改善系统供电质量。
下面小编为大家介绍下同步调相机。
一、同步调相机原理电力系统中的主要负载是异步电动机和变压器。
这些设备均从电网汲取大量的无功功率以供其励磁之用。
所以，电网担负着很大一部分电感性的无功电流，导致电网的功率因数降低，以致发电机和输配电设备的作用不能充分发挥，线路损耗和电压损失增大，输电质量变坏，甚至影响输电的稳定性。
由于同步电机处在过励状态时，可以从电网汲取相位超前于电压的电流，从而改善电网的功率因数（见功率因数的提高，因此在过去的生产实际中，除选用一部分同步电动机外，还在电网的受电端装设一些同步调相机，用于改善电网的功率因数。
根据电网负载情况的不同，适当调节调相机的励磁电流，可改变调相机汲取的无功功率，使电网的功率因数接近于1。
此外,在长距离输电线路中，线路电压降随负载情况的不同而发生变化，如果在输电线的受电端装一同步调相机，在电网负载重时，让其过励运行，增加输电线中滞后的无功电流分量，从而可减少线路压降；在输电线轻载的情况下，让其欠励运行，吸收滞后的无功电流，可防止电网电压上升，从而维持电网的电压在一定的水平上。
同步调相机还有提高电力系统稳定性的作用。
二、同步调相机应用（1）控制电压的大幅偏移；（2）在HVDC的终端作为动态无功支持。
同步调相机是特殊运行状态下的同步电机。
可视为不带有有功负荷的同步发电机或是一种不带机械负荷的同步发电机。
它可以过励磁运行，也可以欠励磁运行，运行状态根据系统的需要来调节。
当它过励磁运行时，将向电网发出无功功率；欠励磁运行时，将从电网吸收无功功率。
同步调相机一般装设自动调节励磁装置，能自动地在电网电压降低时增加输出无功以维持电压，在有强励装置是，在电网故障情况下也能调整系统电压保证继电保护装置的正确动作。
电机学—同步电动机和调相机
2. 空载状态： 逐步减少原动机输入功率，使转子
瞬时减速，θ角和电磁功率相应减小。当θ角减至零时， 发电机变为空载，其输入功率正好抵偿空载损耗。
3. 电动机状态：主极磁场落后于气隙合成磁场，电
磁转矩为驱动性质，电机进入电动机运行状态，将电网输 入的电能转换成机械能。
二、无功功率调节(电动机）
1. 矢量图
四、调相机
1. 原理：利用不带机械负载的同步电动机改变励磁可以调节功
率因数的原理，并联运行于电网上提供感性无功功率，提高功 率因数，降低线路压降和损耗，提高发电设备的利用率和效率。
2. 用途：在适当地点装上调相机，就地补偿负载所需的感性
无功功率，即吸收容性无功、发出感性无功，就能显著提高 电力系统的经济性与供电质量。
3. 特点
若输出有功功率为零（忽略调相机本身的损耗），过励时， 电流超前电压90°；欠励时，电流滞后电压90°
只要调节励磁电流，就能灵活地调 节无功功率的性质和大小
电力系统在大多数情况下呈感性，故调 相机通常都是在过励状态下运行，作为 无功功率电源，提供感性无功，改善电 网功率因数，保持电网电压稳定
电动机并在恒压电网上运行时， 若P2恒，且忽略电枢电阻损耗。
Pem
mE0U Xt
sin
P1
mUI cos
常数
即 E0 sin 常数 I cos 常数
2. 特点
➢ 同步电动机输出有功功率P2恒定， 改变励磁电流可以调节其无功功率
➢ “正常”励磁时功率因数cos =1，电
枢电流全部为有功电流，故数值最小
➢ 励磁电流小于正常励磁值(欠励)时，
电动机功率因数cos 滞后，同步电动
机相当于感性负载，要从电网吸取滞后 无功
同步电动机和同步调相机
同步电动机和同步调相机
12.1 同步电动机的基本方程式和相量图
一、从发电机状态过渡到电动机状态
结论：
一台同步电机既可以作发电机运行，也可作电动机运 行；当由发电机变为电动机运行时，功率角和相应的 电磁转矩、电磁功率均由正值变为负值，电磁转矩由 制动性质变为驱动性质。随着负载的增加，功率角和 相应的电磁转矩、电磁功率都增大。
12.1 同步电动机的基本方程式和相量图
二、同步电动机的电动势方程式和相量图
电动机惯例
1.隐极机
U
E0 U Ira jIxs
ra jxs
U E0 Ira jIxs 1)电枢电流超前于电
压，E0 >U, 过励； 2)输入容性无功, 即
输出感性无功；Iθ NhomakorabeaE0
U
同步电动机等效电路图
3)电枢反应为去磁作用。
1) φ =90º, mUIcos φ =0, 不发有功功率；
2) θ =0, 转子磁极轴 线与定子 等效磁 极轴线重合；
3) T1 = T0。
同步电动机和同步调相机
12.1 同步电动机的基本方程式和相量图
一、从发电机状态过渡到电动机状态
3.电动机运行状态
1) φ >90º, mUIcos φ <0, 输入电功率；
2) θ <0, 转子磁极轴 线落后于定子等效 磁极轴线；
3) TM 为主转矩，输 出机械功率；
4) E0 为反电动势。
同步电动机和同步调相机
12.1 同步电动机的基本方程式和相量图
一、从发电机状态过渡到电动机状态
同步电动机和同步调相机
12.1 同步电动机的基本方程式和相量图
一、从发电机状态过渡到电动机状态
调相运行、调相机及同步电动机
电机招聘专家调相运行、调相机及同步电动机(regulation phase operation , phase modifier and synchronous motor)一、可逆原理（reversible principle）以隐极机为例，说明同步电机的可逆原理同步电机的三种运行状态1.发电机状态：δ>0，，发电网输送P，发或吸Q；2.调相机状态: δ<0，且δ≈0, ，吸P=∑p，发或吸Q3.电动机状态：δ<0，，吸P，发或吸Q二、调相运行和调相机（regulation phase operation and phase modifier）1.目的：补偿无功功率的不足；2.调相运行实质：运行于同步电动机（空载）状态；3.同步调相机（同步补偿机）定义：是一种专门设计的无功功率发电机，更确切地说是一种不带机械负载（即空载运行）的同步电动机。
4.三种激磁状态：①正常激磁状态；②过激运行状态；③欠激运行状态；5.调相机特点：①同步调相机的额定容量是指在过激状态时的额定视在功率；②由于轴上不带负载，调相机的转轴比同容量的电动机的轴细；③提供感性无功，激磁线圈截面大，损耗也较大，通风冷却；④起动：异步电动机或辅助电动机法。
三、同步电动机（synchronous motor）1.定义：同步电机将电能转换为机械能的一种运行方式，其转速不随负载变化而变，永远保持与电网频率所对应的同步速。
（）电机招聘专家2.电动机的基本方程式和相量图方程式：发电机惯例：隐极机：电动机惯例：隐极机：凸极机：3.功角特性：凸极机：隐极机：4.功率平衡：5.三种激磁状态：①正常激磁状态：与同相，，吸有功P，Q=0；②过激运行状态：超前，吸有功P，吸容性Q（发感性Q）；③欠激运行状态：滞后，吸有功P，吸感性Q（发容性Q）；6.U形曲线：同发电机**结论：同步电动机最可贵的优点，调If可改变它的无功输出。
此文转自一览电机英才网。
第12章 同步电动机和同步调相机(动画)
N
一、辅助电动机起动
用异步机（同步电动机额定功率的5～15％ ）拖 动同步机接近同步速，并网，加励磁→自整步拉 入同步。
缺点：不能带负载起动。 14
二、调频起动
f n
三、异步起动 转子上安装起动绕组，异步起动，当转子转速
接近同步速时，加励磁。
15
§12-3 反应式同步电动机 （磁阻式）
-jI3xUs
-jI1xs
-jI4 xs A
I1
I3
C E 01
E03I4 B
E04 D
欠励
11
E0 sin CC
-jI2 xs E02
I
cos 0.8 (滞后) cos 0.8
cos 1 (超前)
不稳定区
-jI3xUs
-jI1xs
A
I cos C
-jI4 xs I2
I1
I3
E01
E03I4 B E04
8
四、功角特性
功角特性与发电机相同；
静态稳定概念与发电机相似；
过载能力
km
Tm a x TN
一般 km 2 ~ 3
9
五、V 形曲线 负载不变时，T2 ＝常数，I f (if ) 。
忽略T0 ，TM T2 ＝常数，TM
→ E0 sin ＝常数。
mUE 0 1 xs
s in
常数，
滞后
欠励 正常 励磁
PM 常数 PM 常数 PM 0
超前
过励
if
D
12
结论： 1.调励磁可以改变同步电动机的功率因数； 2.过励时吸收容性无功（发感性无功）； 3. 欠励时吸收感性无功（发容性无功）。
13
§12-2 同步电动机的起动方法
22同步电动机和调相机
第四节 同步调相机
1.目的：补偿无功功率的不足； 2. 调相运行实质：运行于同步电动机（空载） 状态； 3.同步调相机（同步补偿机）定义： 是一种专门设计的无功功率发电机，更确切地 说是一种不带机械负载（即空载运行）的同步 电动机。
4.三种激磁状态：
1）正常激磁状态； 2）过激运行状态； 3）欠激运行状态；
.
2.调相机状态: δ<0，且δ≈0,
发或吸Q
，吸P=∑p， E 0 与U 同相位
.
3.电动机状态：δ<0， E 0 滞后 U ，吸P，发或吸Q
.
二、同步电动机的基本方程式和向量图
方程式： 发电机惯例：隐极机：
.
E
=
.
U
+
.
R a I
+
.
j I x t
电动机惯例：隐极机： U E 0 Ra I M j I M xt
5.调相机特点： 1）同步调相机的额定容量是指在过激状态时的额定视在功率； 2）由于轴上不带负载，调相机的转轴比同容量的电动机的轴细； 3）提供感性无功，激磁线圈截面大，损耗也较大，通风冷却； 4）起动：异步电动机或辅助电动机法。
同步电动机和同步调相机
4-1 同步电动机的基本方程式、 向量图和功角特性
一、从发电机状态过渡到电动机状态 定义：同步电机将电能转换为机械能的一种运行方式，其转 速不随负载变化而变，永远保持与电网频率所对应的同步速。 （ n n1 ）以隐极机为例，说明同步电机的可逆原理同步 电机的三种运行状态
1.发电机状态：δ>0， E 0 超前 U ，发电网输送P，发或吸Q；
隐极机：
E0U
同步调相机
应用
应用
同步调相机的主要应用在如下方面：
（1）控制电压的大幅偏移；
（2）在HVDC的终端作为动态无功支持。
同步调相机是特殊运行状态下的同步电机。可视为不带有有功负荷的同步发电机或是一种不带机械负荷的同 步发电机。它可以过励磁运行，也可以欠励磁运行，运行状态根据系统的需要来调节。当它过励磁运行时，将向 电发出无功功率；欠励磁运行时，将从电吸收无功功率。同步调相机一般装设自动调节励磁装置，能自动地在电 电压降低时增加输出无功以维持电压，在有强励装置是，在电故障情况下也能调整系统电压保证继电保护装置的 正确动作。
(3)静止变频器起动方式通常只用于调相机台数多的场合。
(4)液力藕合器起动方式是在调相机与起动电动机之间接入液力藕合器。起动调相机时，藕合器先不充油， 起动电动机不带调相机单独空载起动，然后向藕合器逐步充油，使调相机转子起动、逐步升速，当转子接近同步 转速(滑差2%一4%)时，调相机用自同步方法并入系统。中国鞍山电业局的一台250 MVA调相机就采用液力藕合起 动方式。
结构特点
结构特点
同步调相机的结构基本上与同步电动机相同 ，只是由于它不带机械负载，转轴可以细些。如果它具有自起 动能力,则其转子可以做成没有轴伸,便于密封。同步调相机经常运行在过励状态,励磁电流较大,损耗也比较大， 发热比较严重。容量较大的同步调相机常采用氢气冷却。随着电力电子技术的发展和静止无功补偿器 (SVC)的推 广使用，调相机现已很少使用。
谢谢观看
起动方式
起动方式
调相机的起动方式有自起动(异步起动)方式、起动电动机起动方式、静止变频器起动方式和液力藕合器起动 方式 。
同步电动机和同步调相机课件
2. 辅助电动机起动
选用与同步电动机极数相同的异步电动机（容量为主机的5%～15%） 作为辅助电动机。首先给辅助电动机加交流电源，使其拖动同步电动机旋转， 当转速接近同步转速时，用自整步法将主机投入电源，并切断辅助电动机电源。 这种方法只适合于空载起动，所需设备较多，操作复杂。
3.变频起动
同步电动机采用变频电源供电。
按电动机来写电动机功角特性： （设 为正）
发出负功率， 即吸收功率。
E0U U2 1 1 Pem m sin m ( ) sin2 Xd 2 Xq Xd
（吸收正功率）
二、磁阻电动机
在小容量凸极同步电动机中，转子上不安放励磁绕组， E0 0 此时电动机的电磁功率为：
欠励时，电动机输入的滞后性（感性）无功电流增大。
可见，过励运行的同步电动机，相当于电容器，可提高电网的功率因数。
同步电动机的电枢反应性质：
电动机输入电流与发电机输出电流方向相反， 过励时，发电机输出滞后的电流，电动机输入超前的电流，电枢反应有去磁作用；
欠励时，发电机输出超前的电流，电动机输入滞后的电流，电枢反应有增磁作用。
Pem 0 吸收电功率 P1 p0 P2 TL n 0 T T T 0 2 Tem 变为驱动转矩 em
合成磁场在前 转子磁场在后
u 超前 f 超前 E U
0
角
电功率 → 机械功率 电磁转矩为驱动转矩
U2 1 1 Pem m ( ) sin2 2 Xq Xd
该电磁功率对应的电磁转矩，称为磁阻转矩。 它是由于电机的交、直磁阻不等（ X d X q ）而产生的。 这种电动机称为磁阻电动机。 可见，凸极同步电动机的转子上无励磁时，也能拖动一定的机械负载工作。
同步电动机和同步调相机
mU2
(
1
1
) s i n2
Xd
2 Xq Xd
If 0 E0 0 但是Xq Xd 故T 0
此原理适用于小型同步电动机。
知识回顾 Knowledge Review
高了稳定性或增加输出。
4、特点
(1) 因不带机械负载，补偿机转轴可以比细. (2) 由于没有稳定问题，Xt可较大，使得气隙较小，
励磁也较小，转子用铜量少. (3) 额定容量对应过励而言.
(4) 也存在起动问题，一般利用异步起动，加起 动绕组。
5、说明
(1) 水电站在枯水期间，水轮发电机可作调相运行 (2) 在同时有水轮机和汽轮发电机的电网，丰水期 间，水轮发电机发有功功率，汽轮发电机作调相 机运行。
定子接通电源，能产生异步转矩，并不断加速 接近同步速，加入直流励磁，进入同步电机运行状 态。
2．变频起动：
起动时定子电流频率f1较低，n1定子同步转速 也较低，使平均电磁转距不为零。
起动时，定子电源不是直接电网，而是 由变频电源供电。
开始启动，转子绕组加励磁，且定子电 源频率尽量调低，使转子启动旋转，然 后上调定子电源频率至额定频率，则转 子转速将随定子旋转磁场的转速上升而 同步上升，直到额定转速。
三、同步电动机的稳定性及过载能力
电动机运行稳定性与发电机类似。
dTem 0 稳定
d
dTem 0 不稳定
d
过载能力：
kM=Pemmax/PN=1/sinN
同步电动机的V形曲线
滞后(吸收滞后无功) 超前(吸收超前无功)
四、同步电机的起动
同步电动机自起动转距为零。
将静止的同步电动机加励磁电 流后直接投入电网，定子旋 转磁场以同步转速相对于转 A
第十二章 同步电动机和同步调相机
第十二章 同步电动机和同步调相机随着工业的发展一些生产机模的功率越来越大，例如空气压缩机，大型鼓风机，电动发电机组等，它们的功率达数百kw 到数万kw ，同时这些生产机械本身也没有调节速度的要求，一般都采用同步电动机去拖动，因为同步电动机在比异步电动机的功率因数高，可以改善电网的功率因数，这点是异步电动机做不到的。
而同步调相机只相当于空载运行的同步电动机，它不用来拖动机械负载而专门用来调节无功功率，提高电网的功率因数。
§12-1．同步电动机的基本方程式和相量图1．同步电机的可逆原理同步电机和其它旋转电机一样，具有可逆性，即可做为发电机，也可做为电动机。
前面已讲一台发电机并联到无限大电网后，向电网输出电功率的根本原因是把拖动发电机运行的原动机S 冷门，水门开大，增加拖动转矩，使标志转子位置的1F f F 比气隙合成磁势F δ超前一个角度θ，出现了电磁功率，此时、P e P θ为正值，•E o 超前角度•U θ。
若减小输入功率，转子减速，θ角减少，减小，当e P θ角减小到零时，相应电磁功率也为零，发电机在输入功率，发电机入于空载，不向电网发电。
1P P =0这时撤掉原动机，相反在转子上加机械负载，电机减速，•E o 滞后，功率角变为负值，电机的电流关系有了新的变化——即变为电动机。
•U发电机惯例在这种规定的正方向下 1cos 0P mUI ϕ=>，电机吸收电功率 1cos 0P mUI ϕ=<，电机发出电功率因此当时，，说明电机吸收电功率 90ϕ>D10P <此时0sin e tE uP mθχ=。
90ϕ<D 时，，说明吸收电功率变为机械功率。
10P >2e P P P =+0 2P —机械功率2．同步电动机的基本方程式相量图由于，90ϕ>D1cos 0P mUI ϕ=<t 说明此时从电网吸收电功率 按照电动机惯例，把电流正方向倒一下，则 90ϕ<D表示电机吸取电功率。
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第六章 同步电机
3 异步起动
现代的同步电动机多数在转子上装有类似于异步电动机笼式绕 组的起动绕组，结构与同步发电机的阻尼绕组一样，此时可采用 类似于起动笼型异步电动机的方法来起动同步电动机，这是同步 电动机最常用的起动方法。
第六章 同步电机
反应式同步电动机
反应式同步电动机转矩的产生可以用图所示的简单模型来说明
，图中N、S极表示电枢旋转磁场的磁极。
d
q
N n1
N
N q
d
N
TM
nq1
q n1
n1
d
d
S
S
dS
q S
d
q
(a)
(b)
(c)
(d)
图12-12 反应式同步电动机运行模型
第六章 同步电机
反应式同步电动机
N
TM
N
S
S
S
N
S
TM
N
图12-10 接通励磁后起动 同步电动机的电磁转矩
第六章 同步电机
1 辅助电动机起动
选用和同步电机有相同极数的异步电动机（容量为主机的 5%~15%）作为辅助电机，用辅助电机带动同步电动机接近同步 速，然后合主闸，并立即给同步电动机励磁，利用自整步拉入同 步。
也有用比同步电机极数少两极的异步电动机作为辅助电机， 将主机拖到高于同步速后拉断电源，当转速降到同步速时，再将 同步电动机投入电网，这样可获得更大的整步转矩。
转矩相平衡。如果θ 角继续增大到90T度M 时，由图(d)可见，这时气隙磁场又
是对称分布，其合成转矩又变成零。
第六章 同步电机
§2 同步调相机
第六章 同步电机
补偿原理
第六章 同步电机
一般性结论
此法的缺点是不能在负载下起动，否则要求辅助电机的容量 大，增加整个机组设备投资，所以此方法现在一般不用。
第六章 同步电机
2 调频起动
调频起动的实质是设法改变定子旋转磁场的转速，使定、转子 之间产生的电磁转矩能带动转子同步旋转，为此，起动时需要把 调频电源的频率调得很低，然后逐步增加电源频率直至额定频率 为止。
第六章 同步电机
第六章 同步电机
第六章 同步电机
第六章 同步电机
三、同步电动机的无功调节及V形曲线
第六章 同步电机
第六章 同步电机
第六章 同步电机
第六章 同步电机
第六章 同步电机
第六章 同步电机
四、同步电动机的起动问题及其应用
同步电动机不具有自起动能力
同步电动机的电磁转矩是由定子电流建立的旋转磁场与转子磁 场的相互作用而产生的，仅仅在两者相对静止时，才能得到平均 电磁转矩。如将同步电动机转子通入直流励磁，并将定子绕组直 接投入电网，这时定子旋转磁场与转子磁场间有相对运动，所以 不能产生恒定方向的电磁转矩，电机不能起动
图(a)是一个圆柱形隐极转子。当转子不励磁时，无论其转子直轴和电 枢旋转磁场的轴线相差多大角度都不能产生切向电磁力及电磁转矩。图(b) 是反应式电动机的空载情况，电机产生的电磁转矩TM≈0，于是定子旋转磁 场轴线和转子磁极轴线重合，磁力线不发生扭斜，空载电流近似为I0＝U/xd ，当电动机加上机械负载时，则由于转矩不平衡，转子将发生瞬时减速， 于是转子直轴将落后于电枢旋转磁场轴线一个角度θ ，如图(c)所示，由图 可见，由于直轴磁路的磁阻较交轴的小很多，故磁力线仍由极靴处进入转 子，使磁场发生扭斜，并由此产生与定子磁场转向相同的磁阻转矩和负载
第六章 同步电机
6.4 同步电动机与同步调相机
§1 同步电动机 §2 同步调相机
第六章 同步电机
§1 同步电动机 一、同步电机的可逆运行
第六章 同步电机
第六章 同步电机
第六章 同步电机
第六章 同步电机
第六章 同步电机
第六章 同步电机
第六章 同步电机
二、同步电动机的基本方程式
第六章 同步电机
五、反应式同步电动机
反应式同步电动机
在容量很小的同步电机中，不必装设励磁绕组，由于凸极转子 的xd≠xq，就会出现凸极电磁功率和相应的电磁转矩。这种电机由 于只有电枢反应磁场，所以叫做反应式同步电动机。又由于转矩 是直轴和交轴磁阻不同而产生的，所以又称为阻同步电动机。 这种电机用在各种自动和遥控装置、仪表、电钟和电影机里，其 功率可从百分之一瓦到数百瓦。
第六章 同步电机
同步电动机不具有自起动能力
在图(a)所示瞬间，电磁转矩方向倾向于拖动转子逆时针方向旋转，由于机 械惯性，当转子还未转起来时，定子磁场已转了180度，达到图(b)位置，这 时转子又倾向于顺时针转动，结果转子承受了一个交变的脉振转矩，其平 均值为零，故电动机不能自起动，为此必须借助其它方法。
第六章 同步电机
3 异步起动 此方法是在励磁回路串接约为励磁绕组10倍的附加电阻而构
成闭合电路，然后把同步电动机定子绕组直接投入电网，使之按 异步电动机起动，等到转速升到接近于同步转速时，再接入励磁 电流，如图所示，为了减少起动电流，对大型同步电动机，可采 用降压起动。
起动绕组
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图12-11 异步起动原理接线图