三相交流同步电动机ppt课件

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同步电动机工作原理 .
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§6-1 同步电动机的工作原理 定子
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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。
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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
Uj Ij Fj Φ 0 E 0 Ua I Fa Φ a E ajI Xa
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 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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§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
而且
Fd Fa sin —为磁势直轴分量； Fq Fa cos —为磁势交轴分量。 则 Fa Fd Fq
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• 直轴、交轴电枢反应磁势分别产生直轴电枢反应 磁通和交轴电枢反应磁通，从而在电枢绕组中分 别产生直轴电枢反应电势和交轴电枢反应电势。 若铁心不饱和，则有
考虑到直轴磁势和交轴磁势分别产生漏磁通，因此
U1 E0 Iara jId Xd jIqXq
式中 Xd Xad Xs —直轴同步电抗；
源频率f成严格的n1 比 6例0pf关1 (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
原
理相同。
• 同步电动机的结构： 由定子和转子组成
第六章 三相交流同步电动机
§6-0 概述 §6-1 同步电动机的工作原理 §6-2 同步电动机的功率平衡、功角和矩角特性 §6-3 同步电动机的励磁调节及V形曲线 §6-4 同步电动机的起动 §6-5 介绍几种特殊的同步电动机
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§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
Ead jId Xad
Eaq jIq Xaq
其中 Xad——为直轴电枢反应电抗，它与直轴磁路的磁
阻成反比；
Xaq——为交轴电枢反应电抗，它与交轴磁路的磁
阻成反比。
因为交轴处气隙大，磁阻大；而直轴处气隙
小，磁阻小，所以有Xad >Xaq 。
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• 凸极式同步电动机电势平衡方程式和向量图
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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§6-1 同步电动机的工作原理
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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
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。
Φs Ls dia dt iara
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；
Es——漏感电势。
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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
N
定子
n1
Baidu Nhomakorabea
S ×转 ·
×
·
×子 ·
N
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S
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转
· ·
×子 ·
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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
Ia Id Iq
其中 Id Ia sin—为直轴分量； Iq Ia cos —为交轴分量。
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 E0 Ea Es Iara
U1 E0 Iara jXt , Xt Xa Xs
式中Xa —隐极式同步电动反 机应 电电 枢抗；
Xt —隐极式同步电动步 机电 的抗 同。
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（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。 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。