三相交流同步电动机

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§6-1 同步电动机的工作原理
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N
n1
S ×转
·
×
×子
· ·
N
定子
n1
S
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§6-1 同步电动机的工作原理
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Fa——电枢磁势；
Ea——电枢（反应）电势；
Fj——励磁磁势或空载磁势；Eo——励磁电势或空载电势；
E ——漏感电势。 www.niuwk.com 牛s 牛文库文档分
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• 同步电动机空载时，电枢电流很小，可以认为没有电 枢
磁势，气隙中仅有励磁磁势。所以励磁磁势又称为空载 磁势。 • 励磁磁场和电枢磁场之间无相对运动，且与转子也无
原
理相同。
2•021同/3/5 步电动机的结构：www由.niu定wk.c子om享牛和牛文转库文子档分组成
Exit 1
（1）定子 和三相交流异步电动机定子完全一样。
电动机的定子又称为电枢。有定子铁心、三相对称
绕组、机座、端盖、电刷架等。其作用是产生磁场。
（2）转子 转子与异步电动机转子不同。
转子也需要励磁，且磁极对数与定子磁极对数相同。
则
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Fd Fa sin — 为磁势直轴分量； Fq Fa cos — 为磁势交轴分量。
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（2） 电枢磁势可分解为一个直轴磁势和一个交 轴磁势
将电枢电流分解为一个直轴分量和一个交轴分量
其中
而且
Ia Id Iq
I d I a sin — 为直轴分量； I q I a cos — 为交轴分量。
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Xt
— 隐极式同步电动机的同
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步电抗。
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• 隐极式同步电动机一相等值电路图和向量图
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6-1-2 凸极式同步电动机的电势平衡方程式和 向量图
• 隐极式同步电动机的电枢反应和电枢磁势
§6-0 概述
• 同步电机 其转速不随负载转矩的变化而变化，且与 电
源频率f成严格的n1 比 6例0p关f1 (系r /。min)
• 同步电机的三种运行状态：
发电机：气轮发电机及水轮发电机等。
电动机：由电网输入电功率，轴端输出机械功率。
调相机：专门发出或吸收无功功率，调节电网功率因数
• 同步电动机的类型很多，工作原理各有特点，但基本
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§6-1 同步电动机的工作原理 定子
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§6-1 同步电动机的工作原理
同步电动机是 一种定子边用 交流电流励磁 以建立旋转磁 场，转子边用 直流电流励磁 所构成旋转磁 极的双边励磁 的交流电动机。
同步电动机带负载运行时，定子电流增大，三相绕组
产生的电枢磁场会对励磁磁场产生影响，称为电枢反
应。
由于气隙磁阻均匀，且线性，所以电枢磁势和磁密在
空间分布一致，都呈正弦分布，所以电枢反应电势
可用电枢反应电抗Xa的压降来反应。
• 凸极式同步电动机的电枢反应和电枢磁势
（1）同步电动机的凸极效应使得电枢反应磁场的磁感
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S
×转 ·
×
×子
· ·
N
定子
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§6-1 同步电动机的工作原理 定子
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应强度分布发生畸变。而且随着转子相对电枢磁势的
位置不同，电枢磁场的分布也不同。
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转子磁极的励磁方式有电磁式和永磁式。转子结构分为
凸极式转子和隐极式转子。
除了转子磁极外，转子还包括转轴、滑环等。转子
的励磁绕组两个出线端接到两个滑环上，通过滑环上的
两个静止的电刷向外引出。
• 电磁式同步电动机的励磁方式
直流发电机励磁
整流器励磁
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定子
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同步电动机分为隐极式和凸极式。
6-1-1 隐极式同步电动机的分析
一、隐极式同步电动机的电磁关系
U j I j F j Φ0 E 0 U a I Fa Φa E a jIX a
Φs Ls dia dt ia ra
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§6-1 同步电动机的工作原理 定子
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§6-1 同步电动机的工作原理 定子
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Exit 9
§6-1 同步电动机的工作原理 定子
相对运动，所以转子内无感应电势。Ea 、 E0、 Es皆为
一定、子隐中极的式感同应步电电势动。机的电势平衡方程式和向量图
• 一相绕组平衡方程式
U1 E 0 E a E s Ia ra
U1 E 0 Ia ra jX t , X t X a X s
式中 X a — 隐极式同步电动机电枢 反应电抗；