同步电动机及励磁ppt课件

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学习思路 • 旋转电机－三相异步电机原理－三相同步电机－异步起动法－如何牵入
同步－－需要直流－励磁－整流电路－装置原理，，维护，，调试。
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同步电动机
• 同步电动机是交流电机（同步电机）的一种类型，它的转速与电源频率 之间有着恒定的同步关系。n=60f/p
• 以同步电动机为例： • 额定转速200r/min 额定频率50Ｈz • P=60×50÷200=15 • 说明：P为磁极对数。
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晶闸管简介 • 晶闸管又叫可控硅。它是由四层半导体材料组成的，有三个PN结，对外有三
个电极〔图2(a)〕：第一层P型半导体引出的电极叫阳极A，第三层P型半导体 引出的电极叫控制极G，第四层N型半导体引出的电极叫阴极K。从晶闸管的 电路符号〔图2(b)〕可以看到，它和二极管一样是一种单方向导电的器件，关 键是多了一个控制极G，这就使它具有与二极管完全不同的工作特性。 • 图2
但大部分同步电动机采用异步启动法。
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异步启动法 • 主要依靠在定子投入电网后磁极极靴上的启动绕组（阻尼绕组）中的感
应电流与定子磁场间的产生的异步转矩来进行启动的。此时为避免励磁 绕组开路感应的高电压将绝缘击穿，必须将励磁绕组分段开路或短接起 来。在短接时，短接的励磁绕组中会流入较大的感应电流，这个电流与 定子三相旋转磁场相互作用而产生的转矩，使得电动机的合成转矩在一 半同步转速附近变小，出现最小转矩，即单轴力矩效应。所以，启动时 励磁绕组中应串联一个电阻值约是5-10倍励磁绕组电阻值的启动电阻器。 以限制感应电流，提高最小转矩，且能提高牵入转矩。 • 异步启动时，定子电流可达到额定值的6~7倍。
——指由于电路异常情况引起的并使结温超过额定结温的不重复 性最大正向过载电流
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晶闸管的主要参数 ➢ 3. 动态参数
除开通时间tgt和关断时间tq外，还有： (1) 断态电压临界上升率du/dt
指在额定结温和门极开路的情况下，不导致晶闸管从断态到通态转 换的外加电压最大上升率 ➢ 在阻断的晶闸管两端施加的电压具有正向的上升率时，相当于一个
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晶闸管的主要参数
➢ 2. 电流定额
1) 通态平均电流 IT(AV) 额定电流-----
晶闸管在环境温度为40C和规定的冷却状态
下，稳定结温不超过额
定结温时所允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值。
➢ 使用时应按实际电流与通态平均电流有效值相等的原则来选取 晶闸管
➢ 应留一定的裕量，一般取1.5~2倍1516来自晶闸管的结构与工作原理
➢ 外形有螺栓型和平板型两种封装 ➢ 引出阳极A、阴极K和门极（控制端）G三个联接端 ➢ 对于螺栓型封装，通常螺栓是其阳极，能与散热器紧密联接且安装方便 ➢ 平板型封装的晶闸管可由两个散热器将其夹在中间
A
图1-6 晶闸管的外形、结构和电气图形符号 G
KK
A A
G
P1 N1 P2 N2
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晶闸管的主要参数
➢ 2) 维持电流 IH ——使晶闸管维持导通所必需的最小电流
➢ 一般为几十到几百毫安，与结温有关，结温越高，则IH越小 ➢ 3) 擎住电流 IL
—— 晶闸管刚从断态转入通态并移除触发信号后， 能维持导通 所需的最小电流 ➢ 对同一晶闸管来说，通常IL约为IH的2~4倍 ➢ 4) 浪涌电流ITSM
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微机励磁技术
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什么叫励磁： • 励磁——同步电机运行时，在励磁绕组（电机转子绕组）中通入直流电流建
立磁场的过程，称为励磁。这个直流电流称为励磁电流。而供给电流的整个 系统称为励磁系统。 • 目前，励磁采用wwww生产的型微机全控励磁装置。该装置是以电力电子 技术、现代控制理论与微机技术相结合的新一代励磁调节控制装置。 • 我们本次学习就以该装置进行讲述
J1 J2 J3
K G
A
G
K
a) 外形 b)a)结构 c) 电气b) 图形符c)号
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螺栓式可控硅
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平板式可控硅
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晶闸管的主要参数 ➢ 1. 电压定额
➢ 1许) 重断复态加重在复器峰件值上电的压正U向DR峰M—值—电在压门。极断路而结温为额定值时，允 ➢ 2许) 重反复向加重在复器峰件值上电的压反U向RR峰M—值—电压在。门极断路而结温为额定值时，允 ➢ 3平) 均通电态流（时峰的值瞬）态电峰压值UT电M—压—。晶闸管通以某一规定倍 数的额定通态 ➢ 通用常时取，晶额闸定管电的压U要D留RM有和一UR定RM裕中量较,一小般的取标额值定作电为压该为器件正的常工额作定时电晶压闸。管选 所承受峰值电压2~3倍
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三相同步电动机的结构 • 转极（旋转磁极）式同步电机 • 转枢式同步电机
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同步电机的特点 ➢ １转速恒定。
在运行过程中，只要电源频率一定，同步电动机的转速不随负载大小而 改变，负载的变动只是使其功角发生变化。负载增加时功角变大，负载 转矩或阻转矩大到使电动机功角超过极限时，电动机失步。
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同步电机的特点 ➢ ２功率因数可调。同步电动机可以通过调节其励磁电流，在超前的功率
因数下运行，因而，有利于改善电网的功率因数。 ➢ ３效率高。异步电动机功率因数较低，因此，效率也低。而相应同步电
动机的效率则较高。尤其在低速同步电动机这一点更明显。
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同步电机的特点 ➢ ４运行稳定性高。 • 在超前功率因数下运行的同步电动机其过载能力相应异步电动机的大， • 异步电动机的转矩与端电压的二次方成正比而同步电动机如果它的励
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直流电从哪里来？ 在我们o站电源使用的是交流电。而励磁需要的是直流电。那直流电是怎么来的
呢？这就需要整流。 整流电路是一种将交流电能转变为直流电能的转换电路。 整流二极管可以实现这种转换，但它的输出量仅与电路形式及输入交流电压有
关，输出量不可变。无法满足我们的要求。 但由晶闸管组成的可控整流电路却可以实现。
磁电流不受电网电压影响，其转矩只是随端电压的一次方成正比。
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同步电机的特点 • 当电网电压降低或电动机果负载时，同步电动机的励磁一般能自动调节，
实行强励来保证运行的稳定性。
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同步电动机的启动
• 同步电动机的启动就是同步电动机自接入电网直至转子达到同步转速的 过程。
• 为完成这个过程通常采用一下方法： 异步启动法 调频启动法 用辅助电动机启动法