三相同步电动机
三相同步电动机
同步电机是一种转子转速与定子旋转磁场的转速相同的交流电动机。其转子转速n与磁极对数p、电源频率f之间满足n=60f/p。转速n决定于电源频率f，故电源频率一定时，转速不变，且与负载无关。具有运行稳定性高和过载能力大等特点。常用于多机同步传动系统、精密调速稳速系统和大型设备等。
一、同步电机的基本结构
同步电机的结构型式多样，转子结构有隐极式和凸极式，四极以上的同步电机转子多用凸极式。安装方式有卧式、悬挂式、半悬挂式和立式等。同步电机一般都由定子、转子、轴承、底板、端盖以及集电环、刷架构成，防护等级为IP44以上的电机还包括冷却器。下面对上述各部件作简要说明：
1、定子
定子由机座、定子铁心和定子线圈及支撑定子线圈端部的端箍和支撑件等构成。
1.1机座
机座有圆形机座和方形机座(箱式结构)，均由钢板焊接而成。大型卧式安装的圆形机座的电机，机座中心可下沉，机座下部有时下沉到安装平面以下的地坑里，因而电机的中心高不受外圆尺寸限制。方形机座一般用在防护等级要求较高的电机，多采用空-空冷却或空-水冷却，冷却器一般置于机座的上方，电机铁心外径受中心高限制，机座下部一般不低于安装平面。
1.2定子铁心
定子铁心由机座和压装在机座内的硅钢板组成。铁心压装分为内压装和外压装：内压装即以机座内圆定位，等硅钢片压入机座再用拉紧螺杆和压圈拉紧固定在机座上；外压装即先制作铁心骨架,硅钢片压装在骨架中，嵌线后经真空压力浸漆处理再套入机座内。
1.3定子线圈
定子线圈由具有相应绝缘和电压等级的电磁线绕制而成，经过匝间和对地耐电压试验合格的线圈才能嵌入定子铁心槽内。线圈直线部分用槽楔压紧，端部用涤纶套管装线圈、端箍和支撑件牢牢的绑扎在一起，经过浸漆处理后，整个定子
成为一个牢固整体。定子线圈可以有B级和F级绝缘，特殊情况也有H级绝缘，10KV以上都采用F级。定子线圈是电机关键的部件，容易因弄脏、受潮、绝缘损坏而使电机烧坏，使用维护时要非常注意保护。
定子引出线一般有6个出线头，并用U1、V1、W1和U2、V2、W2作标记，如果连成“Y”接，即将U2、V2、W2连在一起；如果连成“△”接，即U2-V1、V2-W1、W2-U1出三个接线头，高压电机一般都用Y接线。
2 转子
同步电机的转子可分为隐极式和凸级式，一般都由磁极、磁轭、转轴和集电环组成。
2.1磁极分为隐极式和凸极式。隐极式磁极是在转子圆周不均匀地开槽，转子线圈做成同心式线圈，嵌放在槽内，用金属槽楔固定线圈,两端用护环箍紧，该结构机械强度高，线圈散热好，多用在1500转以上的电机。1500转及以下的绝大多数电机用凸级式磁极.
2.2凸极式磁极由磁极铁心、磁极线圈、磁极螺杆构成，励磁引出线标记为F1和F2。
2.2.1磁极铁心是用端板、拉杆、铆杆将磁极冲片铆压成整体,在极靴装入阻尼条(起动绕组),两端焊上阻尼环,并在铁心两端槽口处打洋冲孔,将阻尼条挤紧防止轴向窜动,也可在阻尼条伸出铁心两端套上铜管来固定
2.2.3磁轭、转轴
磁轭大多数采用铸钢,也有采用钢板焊接,直径较小,磁轭直接与轴连接在一起.转轴材料一般采用45钢和35钢,特殊情况采用合金钢
2.2.4转子装配:先将磁轭热套在转轴上,在磁极铁心极身处裹包好绝缘,垫好绝缘垫片,套入磁极线圈,装上磁极螺栓,即可安装在磁轭上.装配时注意,绝缘垫片不能多垫,也不能少垫,多垫了影响气隙,少垫了有可能磁极线圈压不紧.在磁极螺栓拧紧的情况下,一般控制磁极铁心与磁轭之间的间隙在0.15mm以内,同时要注意两极靴之间的距离要均匀,各磁极铁心的端部轴向位置要平齐.装上勺形风扇.整体浸漆,以提高机械强度、防潮和散热性能
转子是电机的心脏,是由许多零部件装配而成,在电磁力和离心力共同作用下高速旋转,各零部件和紧固件容易松动,造成机械事故,因此,装配时所有紧固件必须拧紧,并有防松措施,请装配和维护工作者要注意经常检查,发现问题要及时处理.
3、轴承装置
3.1滚动轴承装置
3.1.1为提高轴伸端轴承的承载能力和使用寿命,滚动轴承装置一般为三轴承结构:在轴伸端用一个滚柱轴承和一个球轴承并列,由滚轴承承受径向负荷,而球轴承仅承受轴向负荷(故球轴承外圈与端盖内圆径向通常留用间隙),而非轴伸端用一个滚柱轴承.也可以用两轴承结构.
3.1.2为了防止轴伸端的轴承装置,还是非轴伸端的轴承装置,都是采用迷宫
式结构,并用密封圈密封,不仅可防止轴承的润滑脂漏到电动机内部,损坏线圈的绝缘,还可以防止外面的灰尘和水进入轴承室,保持轴承清洁.
3.1.4装有加油管和排油管,便于更换润滑油脂,并在机座上钉有标牌,指示加、排油管的位置和加油时间.可以不停机加油和排油
3.1.5轴承装置的防护等级为IP5
4.根据需要可设计成IP55,如户外型和露天使用的电动机.
3.1.6所供给电动机的轴承型号规格和润滑脂牌号,见随机提供的外形图
3.2滑动轴承装置
3.2.1滑动轴承是电机的一个独立部件.端盖式滑动轴承安装在电机机座的端板上.座式滑动轴承安装在电机的底板上.
3.2.2在滑动轴承两面均设有进油孔、油位观察孔或出油孔、轴承测温元件安装孔、排油孔、加热器孔,其中进油孔和出油孔是供压力油循环润滑的.
3.2.3滑动轴承分为非调心柱面滑动轴承、端盖式自调心球面滑动轴承以及座式自调心球面滑动轴承.自调心球面滑动轴承轴瓦与轴承座为球面接触.
3.2.4滑动轴承采用浮动式迷宫密封与气密封结构.有利于防止轴承漏油.
2.3.2.5为防止电动机轴电流,端盖式滑动轴承在非轴伸端轴承座上贴有绝缘层,而座式滑动轴承在轴承与底板之间垫有绝缘板.
3.2.6滑动轴承有三种润滑方式:自润滑,利用油环给轴承供油;压力油循环润滑,利用外部油泵、油管与轴承构成的供油系统给轴承供油;复合润滑方式,是前两种润滑方式的合成,即压力和油环供油的复合.润滑油牌号见随机提供的外形图.
3.2.7端盖式滑动轴承基本外壳防护等级为IP44,根据需要也可采用IP54、IP55、.IP54和IP55防护等级在IP44防护结构基础上再加一道防水、尘外盖.
3.2.8轴瓦采用单油楔圆柱形结构,轴瓦有止推面及无止推面两种结构型式.有止推面的轴瓦仅是用来限制电机本身所产生的轴向推力,不承受外来推力负荷,若采用滑动轴承的电机需承受外来轴向推力,订货时须特别说明.
3.2.9前后两端轴承的轴瓦装配有互换性(当轴承规格不同时不能互换)
3.3底板一般都由钢板焊接而成.电机定子和座式轴承均装在底板上,通过底板与基础的地脚螺栓联接,把电机固定在基础上.除支承电机定、转子的重量外,还要承受电磁作用力,所以底板必须有足够的刚度和机械强度
4、端盖
端盖一般用钢板焊接而成.采用端盖轴承电机的端盖除起防护作用外,还要起支承转子的作用,需用厚钢板焊成.如果采用座式轴承,端盖不起支承作用,仅起防护作用,可用薄钢板焊成.
5、集电环
集电环分为套筒式和装配式.套筒式包括轴套、绝缘、钢环(铜环) 和导电标,将轴套外圆包上多层云母板,再将两个钢环(铜环) 加热套在轴套外圆的绝缘层上,然后装上导电杆和绝缘管.装配式包括集电环座、钢环(铜环) 、导电环、螺栓、绝缘套管和绝缘垫片等,钢环(铜环)用螺栓、绝缘套管和绝缘垫片装在集电环座上.装配式结构比套筒式牢靠,可用在1000-1500转的电机上,而套筒式一般用在750转以下.集电环表面与碳刷接触,在高速旋转中通过转子的励磁电流,如果接触面接触不好或跳动,容易产生火花,使碳刷和集电环表面烧毛,容易磨损,因此集电环表面粗糙度要求在1.6以上,并且旋转时其跳动量不大于0.1mm.
6、碳刷架
碳刷架由刷杆座、刷杆、导电板、碳刷盒、弹簧攻电刷组成.一般电刷盒尺寸的加工精度要求较高,使电刷装进盒内既能上下滑动自如,又不至于因间隙过大在集电环旋转时卡死.电刷弹簧压力要调整适当,一般调到0.015-0.03MPa之间.电刷盒与集电环表面的距离保持在3-5mm.
7、空-空冷却器
所谓空-空冷却器,就是冷却器中的冷却管吸收电动机内循环风中的热量,由装在非轴伸端的外风扇吹入冷却管的冷空气带走.
7.1冷却管两端挤压扩口后固定在两端端板上,具有良好的密封性能
7.2整个冷却器经过浸防锈漆处理,具有防锈蚀能力.
7.3冷却器置于机座顶部,也有装在机座下部的结构,安装和吊运时可以拆开.
8、水-空冷却器
所谓水-空冷却器,就是冷却器中的冷却管吸收电动机内循环风中的热量,由通入冷却管中的冷却水带走,具有比空-空冷却器较好的冷却效果和降噪声效果.
8.1冷却器经过0.5MPa压力的水压试验
8.2冷却器可以从其外壳中抽出,便于检修和更换
8.3水-空冷却器置于机座顶部,安装和吊运时可以拆开
8.4冷却水需要达到工业用自来水的标准,进水水温不得高于33℃,也应不低于5℃.进水水量可以见随机提供的外形图,进水水压为0.1-0.3MPa.
9、其他辅助装置的说明
9.1 定子测温装置
一般在定子线圈上下层之间埋入测温元件,其引出线接到测温无件出线盒内,通过接线柱与外面的温度显示或控制装置连接.测温元件型号及参数见电动机外形图
9.2轴承测温装置
轴承测温元件固定在轴承或端盖轴承上.若为滚动轴承,则测温元件引出线接到机座侧面的测温元件出线盒内,与定子测温元件共一个出线盒;若是滑动轴承,测温元件本身带有出线盒.
9.3定子出线盒
定子出线盒由出线盒座、出线盒盖、绝缘套管(高压瓷瓶)和接线柱等主要零部件组成,根据电压等级有低压出线盒和高压出线盒.低压出线盒内一般有三个接线柱.而高压出线盒内有三个接线柱和六个接线柱.采用圆形机座需要地坑安装的大型电机,其定子出线如无特殊要求可从电机端盖底部引出,在地坑与外线路直接连接,可不需要定子出线盒.根据需要也有在电机两侧设置定子主出线盒和副出线盒,主出线盒有三个接线头,分别为U1、V1、W1.副出线盒也有三个接线头,分别为U2、V2、W2,可将定子绕组接成Y接或△接.根据需要可在每相装设电流互感器,用作差动保护,或中性点通过避雷器接地以防雷击,但订货必须说明
二、同步电动机的分类
转子用直流电进行励磁
它的转子做成显极式的，安装在磁极铁芯上面的磁场线圈是相互串联的，接成具有交替相反的极性，并有两根引线连接到装在轴上的两只滑环上面。磁场线圈是由一只小型直流发电机或蓄电池来激励，在大多数同步电动机中，直流发电机是装在电动机轴上的，用以供应转子磁极线圈的励磁电流。由于这种同步电动
机不能自动启动，所以在转子上还装有鼠笼式绕组而作为电动机启动之用。鼠笼绕组放在转子的周围，结构与异步电动机相似。
当在定子绕组通上三相交流电源时，电动机内就产生了一个旋转磁场，鼠笼绕组切割磁力线而产生感应电流，从而使电动机旋转起来。电动机旋转之后，其速度慢慢增高到稍低于旋转磁场的转速，此时转子磁场线圈经由直流电来激励，使转子上面形成一定的磁极，这些磁极就企图跟踪定子上的旋转磁极，这样就增加电动机转子的速率直至与旋转磁场同步旋转为止。
转子不需要励磁的同步电机
转子不励磁的同步电动机能够运用于单相电源上，也能运用于多相电源上。这种电动机中，有一种的定子绕组与分相电动机或多相电动机的定子相似，同时有一个鼠笼转子，而转子的表面切成平面。所以是属于显极转子，转子磁极是由一种磁化钢做成的，而且能够经常保持磁性。鼠笼绕组是用来产生启动转矩的，而当电动机旋转到一定的转速时，转子显极就跟住定子线圈的电流频率而达到同步。显极的极性是由定子感应出来的，因此它的数目应和定子上极数相等，当电动机转到它应有的速度时，鼠笼绕组就失去了作用，维持旋转是靠着转子与磁极跟住定子磁极，使之同步
二、同步电机的基本工作原理
励磁绕组通入直流电流后建立恒定磁场，原动机拖动转子以转速旋转时，其磁场切割定子绕组而感应交流电动势.
三、励磁方式简介
获得励磁电流的方法称为励磁方式。目前采用的励磁方式分为两大类：一类是用直流发电机作为励磁电源的直流励磁机励磁系统；另一类是用硅整流装置将交流转化成直流后供给励磁的整流器励磁系统。现说明如下：
1 直流励磁机励磁直流励磁机通常与同步发电机同轴，采用并励或者他励接法。采用他励接法时，励磁机的励磁电流由另一台被称为副励磁机的同轴的直流发电机供给。
2 静止整流器励磁同一轴上有三台交流发电机，即主发电机、交流主励磁机和交流副励磁机。副励磁机的励磁电流开始时由外部直流电源提供，待电压建立起来后再转为自励(有时采用永磁发电机)。副励磁机的输出电流经过静止晶闸管整流器整流后供给主励磁机，而主励磁机的交流输出电流经过静止的三相桥式硅整流器整流后供给主发电机的励磁绕组。
3 旋转整流器励磁静止整流器的直流输出必须经过电刷和集电环才能输送到旋转的励磁绕组，对于大容量的同步发电机，其励磁电流达到数千安培，使得集电环严重过热。因此，在大容量的同步发电机中，常采用不需要电刷和集电环的旋转整流器励磁系统，如图15.7所示。主励磁机是旋转电枢式三相同步发电机，旋转电枢的交流电流经与主轴一起旋转的硅整流器整流后，直接送到主发电机的转子励磁绕组。交流主励磁机的励磁电流由同轴的交流副励磁机经静止的晶闸管整流器整流后供给。由于这种励磁系统取消了集电环和电刷装置，故又称为无刷励磁系统。
四、额定值
同步电机的额定值有：
☆额定容量(VA,kVA,MVA等) 或额定功率PN(W,kW,MW等) ：指电机
输出功率的保证值。发电机通过额定容量值可以确定电枢电流，通过额定功率可以确定配套原动机的容量。电动机的额定容量一般用kW数表示，补偿机则用kVAR表示。
☆额定电压(V,kV等) ：指额定运行时定子输出端的线电压。
☆额定电流(A) ：指额定运行时定子的线电流。
☆额定功率因数：额定运行时电机的功率因数。
☆额定频率：额定运行时电机电枢输出端电能的频率，我国标准工业频
率规定为50Hz。
☆额定转速：额定运行时电机的转速，即同步转速。除上述额定值外，同步电机名牌上还常列出一些其它的运行数据，例如额定负载时的温升、
励磁容量和励磁电压等。
起动
5.1起动前的准备
5.1.1检查电机的主线路、励磁线路和其他控制线路的连接是否正确无误.过流保护和接地保护以及测量仪表是否齐全,按电机的铭牌和外形图检查电网电压和其他参数是否正确,特别是电机接地必须安全有效,防止人身受到电击伤害.
5.1.2检查轴承和电机内部是否有遗留杂物,电刷与集电环的位置及接触面、接触压力是否正确,电刷的编织线不能与外壳相碰,不同极性电刷也不能相碰.所有紧固件是否有松动.机械方面是否牢固,轴承的润滑油量是否合适,盘动转子转动是否灵活,轴承和定子里面应无响声.
5.1.3清理电机周围的杂物和尘埃,绝对不能有易燃、易爆和可燃性气体存在,杜绝因电火花引起爆炸或着火,造成财产损失或人身安全.
5.1.4用塞尺测量磁极顶部与定子间的气隙,其最大值或最小值与气隙平均值之差不大于气隙平均值的10%
5.1.5检查电机定、转子对地绝缘电阻,用2500V摇表测量定子线圈对地绝缘电阻,其电阻值6KV电机应大于6MΩ,10KV电机应大于10MΩ,用500V摇表测量转子对地绝缘电阻其阻值应大于0.5MΩ,如果定、转子对地绝缘电阻小于上述数值,电机起动前必须烘干.
5.1.6检查轴承的润滑:滚动轴承润滑脂必须清洁无杂质,不含水份,不变质.当需增加或更换润滑脂时,应按外形图上规定的牌号.外形图上无规定牌号时,2-8极电动机通常采用7008通用航空润滑指,10极及以上电动机采用3号二硫化钼润滑脂.该两种润滑脂均不能代替外形图上规定的其他牌号润滑脂.绝不允许两种润滑脂混用.必须注意,当只需增加润滑脂而又不能确定电动机轴承室内润滑脂牌号时,则必须清洗干净原用润滑脂.另外,当无上述两种片号时,也可采用3号锂基润滑脂或2号电动机润滑脂试用.若电动机运行中轴承温度超过报警温度,则不能采用.滑动轴承则必须先清洗原防锈涂封,再按外形图的规定加上润滑油,绝不允许有漏油现象存在.注:无油环时,用户应配备高位油箱.
5.1.7检查励磁柜情况是否正常.灭磁电阻是否有开路.各种保护是否完善、正确、自动投励插件动作是否良好.
5.1.8水-空冷却型的电机起动前要先将冷却器通以0.25MPa压力的水进行检查,如发现有漏水现象,则先处理好漏水问题才能起动电机.起动前应先通水.
5.1.9如果轴承是带稀油站的压力油循环润滑.起动前必须先向轴承供油.并要进行盘车,以使电机运转前轴上带有润滑油.检查整个供油系统的油温、油流量、高位油箱的动作等是否正常
5.2初次起动
在新安装、大修或长期停车以后,第一次起动称为初次起动.建议在电动机与被拖动的机械分离的情况下进行初次空载.一般同步电动机在额定电压、额定频率
等额定情况下可以全电压直接起动.如果电网容量不够,直接起动会产生很大电流造成电网电压降低很多.影响其他设备正常运行,可采用降压起动.降压范围允许降到额定电压的80%,如超过则可能出现因起动转矩减小太多而使电机不能起动的问题.原因是转动转矩与电压的平方成正比.
5.3起动过程
5.3.1电机接通电源后,如果1-2秒钟左右电机不转动,必须立即切断电源.必须要找出原因,并采取改进措施,解决了问题,方能重新起动
5.3.2在正常情况下,为了延长电动机寿命,起动次数在冷态常温下最多连续起动两次,每次间隔5分钟.额定运行温度的热态下最多起动一次.如果冷态常温下第一次起动未成功时,隔5分钟起动第二次.电动机仍未能起动成功,应查找出原因并在相隔25分钟再起动第三次,如仍未起动起来,不得再起动,一定要查明原因,消除故障,方能起动.
5.3.3电机在起动时,转子绕组两端引出线必须接入一个5-10倍于转子绕组电阻的灭磁电阻(此电阻一般装在励磁柜内),必须遵守,否则在电机起动时转子绕组中会产生高电压,把转子绕组匝间击穿,也会把励磁柜的整流元件把向击穿.接能电源后,转子开始转动,必须在电机转速达到95%的额定转速时,才能断开灭磁电阻,投入励磁电流,过早投入励磁电流会使电机受到冲击,造成失步,损坏电机.整个起动励过程由可控硅励装置自动完成.调节励磁电流,使电机符合额定运行要求.
6.运行与维护
6.1运行
电机起动完成后,经1-2小时空载或轻载运行,如各方面都正常,即可投入负载运行.在运行过程中,需要做好下面工作.
6.1.1电机运行周围环境必须要清洁干净,决不能有杂物、油、水等落入机内,最好电机周围有栏杆或铁丝网栏住,以防止人员触及电机,产生触电或机械伤害事故.电机周围环境温度应不超40度,如超过需要采取降温措施.
6.1.2在民机正常运行中,对整个系统的各个运行参数必须进行监控.例如电机的电压、电流、电源频率、励磁电压、励磁电流、定子绕组温度、轴承温度:带压力油循环的油温、油流量:空-水冷却电机的水压、水量、水温等参数,电机振动值等.如果发现问题,必须立即处理,切忌带着问题运行
6.1.3电机在运行使用过程中,每天需要做好运行记录,将电机电压、三相电流、励磁电压、励磁电流、电网电压变化及各种运行数据、出现的故障、处理措施、起动次数、停机原因等用文字或表格记录下来.并形成交接班制度,形成档案,今后检修进备查.
6.1.4电机在运行中若需要停机则要先卸下负载,断开电机三相电源,然后再切除励磁电流,断开其他有关的附助设备电源:勿先切除励磁电流,再断开电机三相电源,否则电机因转子失磁而失步,造成电机损坏.大容量高速大惯量的电机,在电机断电后还会继续旋转,如果用压力油循环润滑,则轴承仍要继续供油润滑,如果电网停电,此时稀油站也不能供油润滑,则需要高位油箱继续供油,直到电机停止转动以防止轴承因缺油而烧坏.如果水冷却电机,则需停机30分钟后,才能停止供水.
6.2日常监视和维护
6.2.1温度监视
电动机的绕组、铁心、轴承应经常监视温度.其值不能超过表中的规定.如果温度发生迅速或倾向性的变化(局部过热或突然升高),应及时停机检查并找出原因
③无特定协议时,允许温升按铭牌规定的绝缘等级考核,如果按B级绝缘考核绕组温升,则用检温计法测量的绕组温度报警值为125℃,停用值为130℃④滚动轴承的报警温度为85℃,停用温度为95℃:滑动轴承的报警温度为70℃,停用温度为80℃
6.2.2轴承监视
要经常监视轴承温度是否过高.润滑脂或润滑油是否变质,若有变质或含有水分和杂质必须及时更换:一般运行5000-8000小时则要更换一次,油的牌号应与原牌号相同.测量是否合适,压力油循环润滑的油流量、进油温度是否恰当,有无漏油现象,轴承振动和温度是否超标等.
6.2.3集电环和电刷运行情况监视
6.2.3.1应经常查看电刷下是否有火花,电刷工作情况(电刷和集电环接触情况,磨损量及电刷在刷握内移动灵活情况)和集电环的表面情况(有无烧伤、磨出沟槽、锈蚀和积垢等情况)如发现异常情况应及时处理.
6.2.3.2集电环是连接励磁绕组与固定的电刷之间的一个环节.为了防止运行时产生火花,集电环应有良好的磨光表面:必要时可用0#砂纸研磨.研磨时将砂纸裁成狭条,放在集电环表面和电刷之间,靠刷握上的弹簧压紧电刷,沿着集电环的圆弧面按电动机的旋转方向拉动
6.2.3.3电刷下发生火花或电刷温度过高时,必须检查电刷是否在刷盒内卡住,电刷是否歪斜,是否全部表面贴紧集电环,压力是否过高或过低,牌号是否相符,发现故障,应立即加以消除
6.2.3.4为了避免电刷磨出凸缘,电刷不允许超出集电环外.根据电刷磨损的情况(一般当电刷磨损至只剩25-30mm时),以相同牌号及相同尺寸的电刷更换.同一极性的电刷要一起更换,不能只更换其中一部分.
6.2.3.5新换上的电刷要用细砂纸将电刷与集电环的接触面磨成圆弧,并经轻负荷运行1-2小时,使其接触面积达到80%以上
6.2.3.6每当更换电刷时,刷握、支撑螺杆的绝缘、环间绝缘、及导电杆螺栓都要去灰清洁.每月检查电刷装置及滑环零件的灰尘沉淀程度,每3个月清洁一次. 6.2.3.7使用中在集电环的整个圆周表面形成一层均匀的含石墨的氧化膜.成为光滑的表面,对运行是有利的, 不要进行不必要的砂光,以免损坏氧化膜,即使在更换电刷时也是如此.只有当油和碳粉的沉积牢固粘住时,才允许用汽油或煤油揩拭集电环.
6.2.3.8为了减少集电环的磨损,最好每年调换电刷的极性(正、负极性调换)1-2次6.2.4冷却器监视
应经常检查冷却器的进水、进水量、有无漏水现象,如发现漏水现象必须及时处理.
6.2.5转子监视
电机经过较长时间的运行,若暂时停机,对采用带低板座式轴承以及定子可轴向移动(长轴式)的电机,可打开两端端罩检查转子每个磁极线圈首、末匝是否有松脱迹象,若有移动凸出现象,需将转子取出,稍微松开磁极螺栓,把凸出的线匝小心的
复原(不要破坏匝间绝缘),然后涂上环氧树指漆,再把磁极螺栓拧紧.若有极间支撑,也要将固定支撑的螺栓拧紧.检查阻尼条是否有烧断、脱焊、阻尼环极间连接片、固定风扇的螺栓以及转子所有紧固件是否有松动等.
6.2.6电源监视
按电机铭牌数据应经常监视电电源电压、定子电流、频率、功率因数、励磁电压、励磁电流等额定参数,标准电源电压允许偏差值为±5%,频率为±1%,若超出范围要进行处理:电动机功率因数为0.9超前,若有偏差可调节励磁电流来保证:励磁电压和励磁电流不能大于电机铭牌的数值.如有特殊要求,按技术协议.
6.2.7冷却器应经常检查,如发现冷却器流量减少或堵塞,冷却后的空气或油温明显升高时应及时处理.
6.2.8电机热态绝缘电阻检查,在电机停机后,立即用兆欧计检查电动机在热状态时的绝缘电阻,所测得值不得低于用下式求得的数值: R-绝缘电阻(MΩ) U-电动机的额定电压(V) P-电动机功率(KW)
注:对500V以下绕组用500V兆欧计测量,对500-3300V绕组用1000V兆欧计测量,对高于3300V绕组用2500V兆欧计测量
6.2.9电机运行周围环境的监视
如果环境温度超过40℃,必须采取降温措施,如有可燃性气体或腐蚀性气体必须排除,防爆防安型电机除外
7故障产生的原因和处理方法
电机在长期运行中,受多方面因素的影响容易产生这样那样的故障,应及时发现故障,迅速排除故障,否则会引起事故,造成大的经济损失,处理故障前必须切断电机的电源,常遇到地故障有下述方面
7.7绝缘损坏
7.7.1绝缘损坏的原因
a.电源电压过高
b.周围空气中有腐蚀性气体或盐雾
c.绝缘层外表长时间未进行清理,大量灰尘、油污等沉积在绝缘层表面
d.电动机超负荷运行,线圈发热超过规定的允许提升
e.线圈端部绑扎松动,振动磨损
f.周围环境湿度超过规定
g.机械碰伤
h.冷却器漏水,水分浸入绝缘层I.储存室的温度低于3℃
7.7.2处理方法
a.连接线绝缘损坏时,将损坏的绝缘剥掉,包上新的绝缘层,涂漆后烘干
b.线圈绝缘损坏时,需要更换线圈,若只是线圈端部局部击穿或机械碰伤,可以不更线圈,针损坏外重新包扎绝缘,涂漆烘干即可
c.修理的同时,排除造成绝缘损坏的原因
7.10电刷产生火花
电刷上产生火花,就会烧坏电刷和集电环表面,并且是恶性循环.所以发现电刷上产生火花,应立即修理,消除火花.
当转子线圈连接头采用锡焊时,在使用中常有开焊的现象发生,使转子失磁而损
坏电机,现在多数采用银铜焊,以保证有足够的焊接面积和焊接质量
7.13阻尼环极间连接处冒火花
阻尼环极间连接片是由螺栓固定,由于松动,致使接触不良,起动时在电动力和离心力的作用下产生移动而发生火花.处理方法:将阻尼环与连接片锉平,清除氧化屋或绝缘层,保证良好的接触面,并搪上锡,将连接螺栓拧紧,把制动垫片锁紧,防止松动.
7.14功率因波动大
电机在运行过程中,由于电压、负载和励磁电流波动,就会产生功率因波动,如果功率因数波动大而电压和负载正常,就要检查励磁电流是否有波动,检查励磁电流输出是否正常.若不正常需进行调整,必须采取措施避免功率因数波动过大使电机过热.
8电动机的干燥方法和注意事项
新安装的电机,或者经久不用而重新安装使用的旧电机.即使由兆欧表测得的绕组对地绝缘电阻很高,也应该进行干燥处理.因为对地绝缘良好还不足以说明绕组匝间绝缘情况.如电机本身没有带加热器,则可用热风干燥法、铁耗加热法和铜耗加热法在安装现场进行烘干处理.
8.1铁耗加热法适用于拆卸状态的电机.定子上绕以若干线圈导线,施以单相交流
电压为220V.所需线圈为圈,导线中电流为:I=SD× A 式中S-定子铁
心的轭部净面积, S=Lh L-[铁心总长cm-通风槽长cm]×0.9cm, h-定子铁心
轭部高度cm,D-定子铁心轭部的平均直径cm,尺寸L、h、D用户于定子安装前均可自行设法量取.导线的截面积应根据其安全的载流量来选.如果电压为380V.则所需圈数照式中所得乘以1.7.而电流照式所得除以1.7即可.
8.2铜耗加热法
8.2.1把电动机转子堵住,定子绕组接成工作时接法,而后在定子绕组上施以10%-15%额定电压(按相应的接法而定的三相工频交流电压),使定子电流达到额定值的50%-70%左右,这样电动机即因铜耗变热而干燥.
8.2.2若用单相交流电时,则可按多种接法,其定子绕组中的电流(在有串并联时应以电流最大的一相为准)为其额定值的50%-70%.并将接线端经常更换,使三相绕线加热均匀.以上铜耗加热法都是用于装配好的电机,如果单独处理定子部分,则外施电压将更低.
8.2.3带负荷干燥法
如果电机定、转子线圈系表面受潮,对地绝缘电阻稍低,可用带轻负荷干燥.通以80%的额定电压,在50%额定负载下运行4小时,然后逐渐增加负载到70-80%和100%,每段运行3-4小时,并定时地停机,测量定、转子对地绝缘电阻值,直到绝缘电阻正常.
8.2.4三相短路电流法
如果电机定子绝缘较低(小于0.2MΩ),而转子绝缘电阻大于0.2MΩ,可采用三相短路电流加热烘干,用拖动机将电机拖动作发电机运行,在转子中加入一定的励磁电流,电机不一定达到额定转速,只要调节励磁电流使三相短路电流为额定电流的
50%.运行4-5小时,然后逐渐增加到70%,电机线圈温度不得超过85℃(电阻法)或70℃(温度计法),再运行4-5小时测量其绝缘电阻值,若能达到要求,即可投入运行8.2.5热风干燥法
如果因受雨淋、水灾、火灾或其他原因而浸湿,定、转子绝缘电阻为零或很低,则不能直接通电加热干燥.只能用热风加热法.将空气加热到70-100℃.用鼓风机鼓入电机内,电机外部用帆布罩盖好,并留有出风孔,使热风能经过电机自由排出,电机周围也可用电加热器将环境提高,并有良好的通风,加速电机的水分蒸发,缩短加热时间.经测量电机定、转子线圈绝缘电阻,当电阻大于0.3MΩ,刚可采用铁耗加热法,当绝缘电阻大于0.5MΩ时,则可采用铜耗加热法或带负荷加热法.
8.2.6电机干燥时注意事项
电机的干燥的方法,每种方法都有其优缺点,具体先择何种方法,应依据绝缘受潮情况和现场条件而决定,不论采用哪种方法,电机烘干时,都应该注意下列问题
8.2.6.1烘干时加热应缓慢,要循序渐进,以免线圈内部的水分蒸发过快而破坏绝缘,若要用通电干燥法,电机要接地,以保证安全.
8.2.6.2线圈过分潮湿,绝缘电阻很低,不宜采用直接通电加热,应用间接加热烘干,待绝缘电阻达到0.3MΩ以上才能通电加热.
8.2.6.3烘干时,应该多放些温度计,分布在电机各个部位,以便掌握各部分的温度,防止局部过热,烧坏绝缘.
8.2.6.4在干燥处理过程中应该记录绝缘电阻、绕组温度和环境温度,利用铁耗或铜耗干燥时,尚须记录电压、电流等,并绘制绝缘电阻-时间及绕组温度-时间曲线.各种记录时间,开始时每隔半小时测一次,当绝缘电阻达稳定时可每隔一小时测一次.
8.2.6.5电机在烘干时对定、转子线圈的温度和绝缘电阻必须随时监控,电机各部
8.2.6.6在烘干过程中对地绝缘电阻开始时可能下降,以后会逐渐上升,并趋于缓慢,最后稳定在某一数值上,并保持3-5小时不变,即可以主为电机基本烘干.烘干时间的长短与线圈受潮情况、烘干的方法和加热温度等有关,少则十几小时,多则几昼夜.
8.2.6.7电机烘干了一些时间,如果对地绝缘电阻在电机冷却到60℃以下时,定子线圈用2500V兆欧表测量,10KV级电机其阻值不小于10MΩ,6KV等级电机其阻值不低于6MΩ,转子线圈用500V兆欧表测量其阻值不小于0.5MΩ,即可认为对地绝缘电阻合格,烘干工作即可结束.
同步电机练习题及标准答案
第六章 同步电机 一、填空 1. ★在同步电机中，只有存在 电枢反应才能实现机电能量转换。 答 交轴 2. 同步发电机并网的条件是：（1） ；（2） ；（3）。 答 发电机相序和电网相序要一致，发电机频率和电网频率要相同，发电机电压和电网电压大小要相等、相位要一致 3. ★同步发电机在过励时从电网吸收 ，产生 电枢反应；同步电动机在过励时向电网输出，产生 电枢反应。 答 超前无功功率，直轴去磁，滞后无功功率，直轴增磁 4. ★同步电机的功角δ有双重含义，一是和之间的夹角；二是 和 空间夹角。 答 主极轴线，气隙合成磁场轴线，励磁电动势，电压 5. 凸极同步电机转子励磁匝数增加使q X 和d X 将 。 答 增加 6. 凸极同步电机气隙增加使q X 和d X 将 。 答 减小 7. ★凸极同步发电机与电网并联，如将发电机励磁电流减为零，此时发电机电磁转矩为 。 答 δs i n 2)X 1 X 1( mU d q 2 - 二、选择 1. 同步发电机的额定功率指（ ）。 A 转轴上输入的机械功率； B 转轴上输出的机械功率； C 电枢端口输入的电功率； D 电枢端口输出的电功率。 答 D 2. ★同步发电机稳态运行时，若所带负载为感性8.0cos =?，则其电枢反应的性质为（ ）。 A 交轴电枢反应； B 直轴去磁电枢反应； C 直轴去磁与交轴电枢反应； D 直轴增磁与交轴电枢反应。 答 C 3. 同步发电机稳定短路电流不很大的原因是（ ）。 A 漏阻抗较大； B 短路电流产生去磁作用较强； C 电枢反应产生增磁作用； D 同步电抗较大。 答 B 4. ★对称负载运行时，凸极同步发电机阻抗大小顺序排列为（ ）。 A q aq d ad X X X X X >>>>σ； B σX X X X X q aq d ad >>>>；
实验五 三相同步电动机
实验实训报告 院系：机电工程学院 班级：电气工程及其自动化1班 姓名：郑栋梁 学号：2018014846 课程：电机与拖动 实验室名称：
图 6-1 同步电动机实验接线原理图 合 分 直流机励磁电源 a b c 合 分 + - W W V2 A4 A2 M ～ G — 外接电阻盒 320Ω/400W V3 V1 直流接触器 A3 A1 + - 合 分 + - 实验负荷箱 同步机励磁电源 实验实训老师： 张岩 实验实训地点： 实验实训日期： 2020年6月4日 实验实训题目： 三相同步电动机 一、实验目的 掌握三相同步电动机的异步起动方法，测取三相同步电动机的V 型曲线及工作特性。 二、主要仪器设备 三相调压器、实验工作台、三相同步电动机、直流发电机、实验负荷箱。 三、 实验内容与步骤 1. 实验内容 （1）同步电动机的异步起动； （2）同步电动机的V 型曲线，即在U =U N ，f =f N ，输出功率 P 2=常数的条件下， 测取定子电流与励磁电流的关系曲线I =f (I f )。 2. 实验步骤 1) 同步电机异步起动 （1） 参照实验图 6-1正确接线。 （2） 同步电机异步起动前，先检查同步电动机励磁绕组是否已与外接 调压器
的电阻盒（400W/320 欧）连接好（合上直流接触器）。 （3）将三相调压器置输出电压为零的位置，然后按下三相调压器的“合闸”按钮，慢慢增加调压器的输出电压，电机转动时注意观察电机的转向是否符合电机规定的旋转方向。随着三相电压的升高，电机转速增加，定子电流也会上升，当外加电压升高到一定值时，电机定子电流在达到最大值后会回落，在电机转速升到额定转速附近时（此时外加电压约为250V），定子电流已从较大值减小到很小。按下同步机励磁电源“合闸”按钮。 （4）断开励磁绕组的外接电阻盒（断开直流接触器），再按下DL-II 微机型电机励磁电源机箱面板上的“启动”按下，面板上的“合闸”指示灯将会点亮，点击“增加电压”按钮给转转子绕组加入励磁电流，电机牵入同步。 （5）调节电源电压至额定值（即调节调压器的输出电压到380V），同时调节同步机励磁电流，使定子电流达到最小值。这时同步电机异步起动即告结束。 2)V形曲线测定 （1）测量P2=0时的V形曲线 同步电动机运行在空载状态下，U=UN，f=fN，P2=0（直流发电机空载运行，且不加励磁），增大同步电动机励磁电流，使定子电流增加到额定值（3.5A）为止记录数据，然后慢慢减小励磁电流，直到定子电流达到其最小值（此点数据必须记录），再继续减小励磁电流，定子电流又上升，但必须注意定子电流不要超过其额定值。在过励与欠励情况下各测取5~6 组数据，记录在表6-1 中。 （2）测量P2=0.5P N时的V形曲线 接着上述实验，接通实验负荷箱中的四组负荷，通过调节直流发电机的励磁电流来改变直流发电机的负荷大小，使同步电动机输出功率P2=0.5PN，保持此功率不变，将测量数据记录在表格6-2中。 增大同步电动机励磁电流，使定子电流增加到额定值（3.5A）为止，记录数据，然后慢慢减小励磁电流，直到定子电流达到其最小值（此点数据必须记录）再继续减小励磁电流，定子电流又上升，但必须注意定子电流不变超过其额定值。 在过励与它励情况下各测取5～6组数据，记录在表6-2中。
同步电动机的起动分析
同步电动机的起动 1.同步电机的基本原理 同步发电机和其它类型的旋转电机一样，由固定的定子和可旋转的转子两大部分组成。一般分为转场式同步电机和转枢式同步电机。 图1.1给出了最常用的转场式同步发电机的结构模型，其定子铁心的内圆均匀分布着定子槽，槽内嵌放着按一定规律排列的三相对称交流绕组。这种同步电机的定子又称为电枢，定子铁心和绕组又称为电枢铁心和电枢绕组。 转子铁心上装有制成一定形状的成对磁极，磁极上绕有励磁绕组，通以直流电流时，将会在电机的气隙中形成极性相间的分布磁场，称为励磁磁场(也称主磁场、转子磁场) 气隙处于电枢内圆和转子磁极之间，气隙层的厚度和形状对电机内部磁场的分布和同步电机的性能有重大影响。 除了转场式同步电机外,还有转枢式同步电机，其磁极安装于定子上，而交流绕组分布于转子表面的槽内，这种同步电机的转子充当了电枢。图中用AX、BY、CZ三个在空间错开120 分布的线圈代表三相对称交流绕组。 图1.1同步电机结构模型 1.1工作原理 主磁场的建立：励磁绕组通以直流励磁电流，建立极性相间的励磁磁场，即建立起主
磁场。 载流导体：三相对称的电枢绕组充当功率绕组，成为感应电势或者感应电流的载体。 切割运动：原动机拖动转子旋转（给电机输入机械能），极性相间的励磁磁场随轴一起旋转并顺次切割定子各相绕组（相当于绕组的导体反向切割励磁磁场）。 交变电势的产生：由于电枢绕组与主磁场之间的相对切割运动，电枢绕组中将会感应出大小和方向按周期性变化的三相对称交变电势。通过引出线，即可提供交流电源。 感应电势有效值：每相感应电势的有效值为E0 =4.44fNψ Φ 感应电势频率:感应电势的频率决定于同步电机的转速n和极对数p ，即 f=pn/60 交变性与对称性：由于旋转磁场极性相间，使得感应电势的极性交变；由于电枢绕组的对称性，保证了感应电势的三相对称性。 1.2同步转速 同步转速从供电品质考虑，由众多同步发电机并联构成的交流电网的频率应该是一个不变的值，这就要求发电机的频率应该和电网的频率一致。我国电网的频率为50Hz ，故有： n=60f/p=3000/p 要使得发电机供给电网50Hz的工频电能，发电机的转速必须为某些固定值，这些固定值称为同步转速。例如2极电机的同步转速为3000r/min，4极电机的同步转速为1500r/min，依次类推。只有运行于同步转速，同步电机才能正常运行，这也是同步电机名称的由来。 1.3运行方式 同步电机的主要运行方式有三种，即作为发电机、电动机和补偿机运行。作为发电机运行是同步电机最主要的运行方式，作为电动机运行是同步电机的另一种重要的运行方式。同步电动机的功率因数可以调节，在不要求调速的场合，应用大型同步电动机可以提高运行效率。近年来，小型同步电动机在变频调速系统中开始得到较多地应用。同步电机还可以接于电网作为同步补偿机。这时电机不带任何机械负载，靠调节转子中的励磁电流向电网发出所需的感性或者容性无功功率，以达到改善电网功率因数或者调节电网电压的目的。 分析表明，同步电机运行于哪一种状态，主要取决于定子合成磁场与转子主极磁场之间的夹角δ，δ称为功率角。
同步电动机原理
同步电动机的原理 同步电动机是属于交流电机，定子绕组与异步电动机相同。它的转子旋转速度与定子绕组所产生的旋转磁场的速度是一样的，所以称为同步电动机。正由于这样，同步电动机的电流在相位上是超前于电压的，即同步电动机是一个容性负载。为此，在很多时候，同步电动机是用以改进供电系统的功率因素的。 同步电动机在结构上大致有两种： 1、转子用直流电进行励磁。这种电动机的转子做成显极式的，安装在磁极铁芯上面的磁场线圈是相互串联的，接成具有交替相反的极性，并有两根引线连接到装在轴上的两只滑环上面。磁场线圈是由一只小型直流发电机或蓄电池来激励，在大多数同步电动机中，直流发电机是装在电动机轴上的，用以供应转子磁极线圈的励磁电流。 由于这种同步电动机不能自动启动，所以在转子上还装有鼠笼式绕组而作为电动机启动之用。鼠笼绕组放在转子的周围，结构与异步电动机相似。 当在定子绕组通上三相交流电源时，电动机内就产生了一个旋转磁场，鼠笼绕组切割磁力线而产生感应电流，从而使电动机旋转起来。电动机旋转之后，其速度慢慢增高到稍低于旋转磁场的转速，此时转子磁场线圈经由直流电来激励，使转子上面形成一定的磁极，这些磁极就企图跟踪定子上的旋转磁极，这样就增加电动机转子的速率直至与旋转磁场同步旋转为止。 2、转子不需要励磁的同步电机 转子不励磁的同步电动机能够运用于单相电源上，也能运用于多相电源上。这种电动机中，有一种的定子绕组与分相电动机或多相电动机的定子相似，同时有一个鼠笼转子，而转子的表面切成平面。所以是属于显极转子，转子磁极是由一种磁化钢做成的，而且能够经常保持磁性。鼠笼绕组是用来产生启动转矩的，而当电动机旋转到一定的转速时，转子显极就跟住定子线圈的电流频率而达到同步。显极的极性是由定子感应出来的，因此它的数目应和定子上极数相等，当电动机转到它应有的速度时，鼠笼绕组就失去了作用，维持旋转是靠着转子与磁极跟住定子磁极，使之同步。
无刷交流同步发电机原理与构造
无刷交流同步发电机原理与构造 国民经济建设和人民生活时刻离不开电能，同步发电机由原动机驱动而旋转，把机械能转换成电能，向用电设备提供交流电源。 无刷同步发电机由于其无线电干扰小，无电刷，维护工作量少，运行可靠，性能优越，又便于实现无人值守，当今国内外己普遍推广应用。 第一节无刷同步发电机工作原理 一、电与磁的关系 （一）通电导体周围有磁场 在导体中通入电流之后，导体周围便产生磁场，而且沿导体全部长度上都存在着，该磁场的强弱决定于电流的大小，电流越大，磁场强度越强，磁场的方向按右手定则决定，如图8-1所示，将右手姆指伸直表示电流方向，将其余四指卷曲，这时四指所指的方向，就是磁场方向。 通电线圈 或螺线管周围 也产生磁场。 磁场的强度与
线圈匝数及电流大小成正比 , 磁场方向也以右手定则决定 , 如 图 8一2 所示 , 伸出右手姆指，其余四指卷曲，使四指的方向符 合线圈中电流方向 , 那么伸直的姆指所指的方向就是磁场方向。 发电机的磁场就是在磁极铁心外套上线图通以直流电而形成南、北磁极。当线圈断电后，磁极铁心仍有一定的磁性，俗 称“剩磁”，这是发电机自建电压的必不可少的条件。 （二）电磁感应 当导体(线)在磁场中运动或磁场在导体周围运动，两者互相切割时，在导体(线)中便感应电动势，这种现象称为电磁感 应。 感应电动势的方向与导体运动方向和磁场方向有关，可用“右手定则”来判定。伸右手于磁场内，手心对着N极,四指与 大姆指互相垂直，让大姆指指向导体运动方向，那么四指所指 方向就是感应电动势方向。发电机就是根据这个原理工作的。 如图8－3所示。 感应电动势的大小e与磁 感应强度B,导体切割磁力线的速度 v和导体长度l成正比。 e=B1v 要增大感应电动势，可采用下列办法： 1、增加被切割的磁力线数目，即增强磁场强度，磁场越强，感应电动势越大。
大型高压同步电动机
大型高压同步电动机，由于其具有一系列优点，特别是能向电网发送无功功率，改善电网质量，在各行各业得到广泛应用。我公司球磨机用同步电动机曾在一段时期内频繁损坏，直接影响到我公司的生产和设备的安全运行。因此正确分析判断同步电机的故障原因，并提出相应对策，就成了我们的当务之急。 一、事故征象 我公司现有16台1300KW/6KV同步电动机。在2000年以前平均每年要出现2～3次电机烧损的事故。其事故主要征象为：定子绕组端部绑线崩断，电机定子绕组过热，起动绕组笼条开焊、断裂，电机起动及运行中出现异常声响，经常启动失败等现象。 尤其是在1999年1月12日我公司7#同步电动机运行过程中突然放炮，造成7#同步电动机定子线圈局部严重烧坏，高压电缆接头烧损，电流互感器崩坏，由于7#同步机脱扣装置拒动，保护不能正常动作，持续大电流引起密地变电所密27选Ⅱ线保护动作跳闸，影响到选Ⅱ所带其它用电设备停机。 二、事故原因的基本判断分析 1、电机质量分析： 电机的正常使用寿命一般应在20年左右。统计我公司所损坏的同步电动机，运行寿命大多在10年以下，尤其是这台7#同步电动机大修后，投运仅4个月便出现了这次放炮烧损事故。 在事故分析中，部分电气技术人员将事故的主要原因归结到电机的大修上。这种大面积的电机损害事故，将事故原因归结到电机质量上，我对此提出异议。建议将视线转移到对励磁系统的分析上；事实证明，电机修理厂在电机返修中对其重点部位进行了种种加强措施，甚至于提高了绝缘等级，但效果并不显著。损坏事故仍不断出现。 2、励磁系统原因分析： 针对同步电动机起动运行过程中发生异常声响、电机定子绕组过热、起动绕组笼条开焊、断裂等诸多现象，在排除电机质量原因引起事故的条件下，有必要对现行的励磁系统进行合理的分析，从而找出电机频繁损坏的真正原因：励磁系统设计不合理。 三、励磁系统存在的主要问题与电机故障原因的内在联系 1、励磁装置起动回路设计不合理，使同步电机经常处在脉振情形下起动。 原主电路为桥式半控励磁装置，其原理图如图1所示。 电机在起动过程中，在转子线圈内将感应一交变电势，其正半波通过ZQ形成回路，产生+if；而其负半波则通过KQ及RF形成回路，产生-if。由于负载电路不对称，形成+if与-if 电流不对称，if曲线如图2所示。电机定子电流因此也产生强烈脉振，其曲线如图3。电机因而遭受到脉振转矩的强烈振动。造成整个厂房大厅内都可以听到电机起动过程发出的强烈振动声。这种声音一直持续到电机起动结束才消失。
交流电动机的工作原理
交流电动机的工作原理 目前较常用的交流电动机有两种：1、三相异步电动机。2、单相交流电动机。第一种多用在工业上，而第二种多用在民用电器上。 一、三相异步电动机的旋转原理 三相异步电动机要旋转起来的先决条件是具有一个旋转磁场，三相异步电动机的定子绕组就是用来产生旋转磁场的。我们知道，但相电源相与相之间的电压在相位上是相差120度的，三相异步电动机定子中的三个绕组在空间方位上也互差120度，这样，当在定子绕组中通入三相电源时，定子绕组就会产生一个旋转磁场，其产生的过程如图1所示。图中分四个时刻来描述旋转磁场的产生过程。电流每变化一个周期，旋转磁场在空间旋转一周，即旋转磁场的旋转速度与电流的变化是同步的。旋转磁场的转速为：n=60f/P 式中f为电源频率、P是磁场的磁极对数、n的单位是：每分钟转数。根据此式我们知道，电动机的转速与磁极数和使用电源的频率有关，为此，控制交流电动机的转速有两种方法：1、改变磁极法；2、变频法。以往多用第一种方法，现在则利用变频技术实现对交流电动机的无级变速控制。 观察图1还可发现，旋转磁场的旋转方向与绕组中电流的相序有关。相序A、B、C顺时针排列，磁场顺时针方向旋转，若把三根电源线中的任意两根对调，例如将B相电流通入C 相绕组中，C相电流通入B相绕组中，则相序变为：C、B、A，则磁场必然逆时针方向旋转。利用这一特性我们可很方便地改变三相电动机的旋转方向。??? 定子绕组产生旋转磁场后，转子导条（鼠笼条）将切割旋转磁场的磁力线而产生感应电流，转子导条中的电流又与旋转磁场相互作用产生电磁力，电磁力产生的电磁转矩驱动转子沿旋转磁场方向以n1的转速旋转起来。一般情况下，电动机的实际转速n1低于旋转磁场的转速n。因为假设n=n1，则转子导条与旋转磁场就没有相对运动，就不会切割磁力线，也就不会产生电磁转矩，所以转子的转速n1必然小于n。为此我们称三相电动机为异步电动机。 二、单相交流电动机的旋转原理 单相交流电动机只有一个绕组，转子是鼠笼式的。当单相正弦电流通过定子绕组时，电动机就会产生一个交变磁场，这个磁场的强弱和方向随时间作正弦规律变化，但在空间方位上是固定的，所以又称这个磁场是交变脉动磁场。这个交变脉动磁场可分解为两个以相同转速、旋转方向互为相反的旋转磁场，当转子静止时，这两个旋转磁场在转子中产生两个大小相等、方向相反的转矩，使得合成转矩为零，所以电动机无法旋转。当我们用外力使电动机向某一方向旋转时（如顺时针方向旋转），这时转子与顺时针旋转方向的旋转磁场间的切割磁力线运动变小；转子与逆时针旋转方向的旋转磁场间的切割磁力线运动变大。这样平衡就打破了，转子所产生的总的电磁转矩将不再是零，转子将顺着推动方向旋转起来。 三.同步电动机的原理 同步电动机是属于交流电机，定子绕组与异步电动机相同。它的转子旋转速度与定子绕组所产生的旋转磁场的速度是一样的，所以称为同步电动机。正由于这样，同步电动机的电流在相位上是超前于电压的，即同步电动机是一个容性负载。为此，在很多时候，同步电动机是用以改进供电系统的功率因素的。 同步电动机在结构上大致有两种： 1、转子用直流电进行励磁。这种电动机的转子如图1所示，从图中可看出来，它的转子做成显极式的，安装在磁极铁芯上面的磁场线圈是相互串联的，接成具有交替相反的极性，并
同步电机课后习题参考答案
14- 1 水轮发电机和汽轮发电机结构上有什么不同，各有什么特点？ 14- 2 为什么同步电机的气隙比同容量的异步电机要大一些？ 14-3 同步电机和异步电机在结构上有哪些异同之处？ 14-4 同步发电机的转速为什么必须是常数？接在频率是50Hz 电网上，转速为150r/min 的水轮发电机的极数为多少？ 14-5 一台三相同步发电机S N=10kVA，cosφN=0.8（滞后），U N=400V，试求其额定电流I N 和额定运行时的发出的有功功率P N 和无功功率Q N。 14-6 同步电机在对称负载下稳定运行时，电枢电流产生的磁场是否与励磁绕组匝链？它会在励磁绕组中感应电势吗？ 14-7 同步发电机的气隙磁场在空载状态是如何激励的，在负载状态是如何激励的？ 14-8 隐极同步电机的电枢反应电抗与与异步电机的什么电抗具有相同的物理意义？ 14-9 同步发电机的电枢反应的性质取决于什么，交轴和直轴电枢反应对同步发电机的磁场有何影响？ 答案： 14-3 2p=40 14-4 I N =14.43A ，P N =8kW ，Q N=6 kvar 1 / 9
2 / 9 15- 1 同步电抗的物理意义是什么？为什么说同步电抗是与三相有关的电抗，而它的值又是每 相 的值？ 15- 2 分析下面几种情况对同步电抗有何影响： （1）铁心饱和程度增加； （2）气隙增大； （3） 电枢绕组匝数增加； （ 4）励磁绕组匝数增加。 15-9 (1) E 0 =2.236 ， (2) I =0.78 ( 补充条件： Ｘ*S 非=1.8） 15-10 (1) E 0 =1.771, E 0 =10.74kV ， 18.4 15-11 E 0 2.2846 , E 0 13.85kv ， 32.63 15-12 E 0 12534.88v ， 57.42 ， I d 387.61A ， I q 247.7A 16- 1 为什么同步发电机的稳态短路电流不大，短路特性为何是一直线？如果将电机的转速降 到 0.5n 1 则短路特性，测量结果有何变化？ 16- 2 什么叫短路比，它与什么因素有关？ 16- 3 已知同步发电机的空载和短路特性，试画图说明求取Ｘ d 非 和 Kc 的方法。 16-4 有一台两极三相汽轮同步发电机，电枢绕组 Y 接法，额定容量 S N =7500kV A ，额定 电压 U N N 短路实验测得 k N 时， fk ，零功率因数实验 I=I N ，U=U N 时测得 fN0 试求：（1）通过空载特性和短路特性求出 X d 非和短路比；（2）通过空载特性和零功率因数特性 求出 X σ和 I fa ；（3）额定运行情况下的 I fN 和 u 。 16-5 一台 15000kVA 的 2 极三相 Y 联接汽轮发电机， U N 10.5kV ，cos N 0.8（滞 * *d p a 1（2）额定负载时的励磁电流标么值。
(完整)同步电动机
(完整)同步电动机 编辑整理： 尊敬的读者朋友们： 这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（(完整)同步电动机）的内容能够给您的工作和学习带来便利。同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。 本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为(完整)同步电动机的全部内容。
同步电动机的起动方法设计 摘要：虽然同步电机大部分情况用作发电机。但是在工业生产中有一些大功率的空气压缩机、大型鼓风机、电动发电机组等，这些生产机械本身也没有调节速度的要求。如果用同步电动机去拖动可能更合适。这是因为同步电动机与同容量的异步电动机相比,同步电动机的功率因数髙，还可以通过调节其励磁电流来改善电网的功率因数，因而在不需要调速的低速大功率机械中得到较广泛的应用。随着变频技术的不断发展，同步电动机的起动和调速问题都得到了解决，从而进一步扩大了其应用范围。本文先介绍了同步电机及同步电动机的工作原理,而后分析了调节同步电动机的励磁电流以提高电网功率因数以及异步起动和变频起动. 关键字：同步电机，同步电动机,电网功率因数，励磁电流，异步起动，变频起 动 1 同步电机的基本原理 同步电机和感应电机一样是一种常用的交流电机。特点是稳态运行时，转子的 转速和电网频率之间有不变的关系n=n s=60f/p，n s称为同步转速.若电网的频率不变，则稳态时同步电机的转速恒为常数而与负载的大小无关. 同步电机分为同步发电机和同步电动机。现代发电厂中的交流电机以同步电机 为主。 1.1工作原理 主磁场的建立：励磁绕组通以直流励磁电流,建立极性相间的励磁磁场，即建立 起主磁场. 载流导体：三相对称的电枢绕组充当功率绕组，成为感应电势或者感应电流的 载体。 切割运动：原动机拖动转子旋转（给电机输入机械能），极性相间的励磁磁场 随轴一起旋转并顺次切割定子各相绕组（相当于绕组的导体反向切割励磁磁场）. 交变电势的产生：由于电枢绕组与主磁场之间的相对切割运动，电枢绕组中将 会感应出大小和方向按周期性变化的三相对称交变电势.通过引出线，即可提供交流 电源。 交变性与对称性:由于旋转磁场极性相间,使得感应电势的极性交变；由于电枢绕组的对称性，保证了感应电势的三相对称性。
(完整版)同步电动机励磁柜原理
励磁柜 介绍一些同步电动机励磁柜的基本知识，希望大家能了解并多交流一下同步电动机励磁柜的基本知识。 一.KJLF11 具有以下特点： 1.转子励磁采用三相全控整流固接励磁线路； 2.与同步电动机定子回路没有直接的电气联系；3.实现了按同步电动机转子滑差，顺极性自动投励。按到达亚同步转速（95%）时投入励磁，使同步电动机拖入同步运行； 4.具有电压负反馈自动保持恒定励磁； 5.起动与停车时自动灭磁，并在同步电动机异步运行时具有灭磁保护； 6.可以手动调节励磁电流，电压进行功率因数调整，整流电压可以从额定值的10%至125%连续调节；7.交流输入电源与同步电动机定子回路来自同一段母线；8.同步电动机正常停车5 秒钟之内，本设备整流电路和触发电路的同步电源不容许断电；9.灭磁电阻RFD1 和RFD2 的阻值为所配的转子励磁绕组直流电阻的 5 倍，其长期容许电流为同步电动机额定励磁电流的15%；10.当同步机矢步运行时，可以发出矢步信号，用于报警或跳闸；11.输入电源为380V. 二.保护电路：（1）.过压保护：1.同步电动机异步运行时，转子感应过电压由灭磁环节将放电电阻RFD1-2 接入，消除开路过电压。 2.主电路可控硅元件的换向过电压由并接于元件两端的阻容电路吸收。（RC4-9) 3.整流变压器一次侧分，合闸引起的操作过电压由RC1-3 组成的阻容吸收装置来抑制。4.为使同相两桥臂上可控硅元件合理的分担自直流侧的过电压，设置了R10-15 均压电阻来保护。（2）过电流保护： 1.与可控硅串联的快速熔断器是作为直流侧短路保护用，快熔熔断时，保护环节可发出声响报警信号，跳开同步电动机定子侧电源开关，切断励磁。 2.短路电流发生在整流变压器二次侧时，其一次侧空气开关脱扣器顺动，切断电源。 3.直流侧过负荷时，空气开关脱扣器或热继电器动作。但整定值应保证强励磁30 秒内不动作。 三. 励磁线路各环节的工作电压均由同步电源变压器供给，其工作原理如下：同步电动机起动过程中，灭磁环节工作，使转子感应交变电流两半波都通过放电电阻，保证电机的正常起动。起动过程中，整流电路可控硅处于阻断状态，当电
大型同步电动机安装使用维护说明书
TK系列大型同步电动机 安装使用维护说明书 0JS.461.387 编制： 审核： 批准： 山东济南发电设备厂
编 号 0JS.461.387 山 东 济 南 发 电 设 备 厂 TK 系列同步电动机 安装使用维护说明书 共 26 页 第 1 页 目 录 1． 电机的安装说明 (1) 2． 电机的拆装说明 (2) 3． 电机的干燥 (3) 4． 电机运转前的准备工作 (7) 5． 同步电动机的起动与停机 (9) 6． 电机的维护和检修 (10) 7． 电机存放时的保养 (15) 8． 运转中故障分析 (15) 9． 同步电动机接线图 (17)
1.电机的安装说明 1.1安装环境及件 电机应安装在干燥的地方，且不受灰尘、污垢和有腐蚀性气体及昆虫或爬虫的侵害，并不得在阳光直接照射下使用。 在考虑防潮和防尘的同时，应顾及电机的通风问题，保证电机有足够的风量，进风的温度不低于0℃，不高于40℃，电机使用的地点海拔不得超过1000m，周围环境的相对湿度，一般电机不能大于75%，湿热带型电机不能大于95%。 此外应考虑到电机的位置与四周设备的位置相适应，保证修理和检查的方便。 1.2基础的铺设 基础的设计由用户根据具体的条件和电机外形图的要求进行设计，设计时应遵循以下几个原则。 1.2.1基础应铺在坚固的土壤上（由混凝土或钢筋混凝土筑成），有足够的承重能力，以便能承受静的和动的负载，也就是说基础能尽量防止下沉、移动和振动，保持不变的位置。 1.2.2电机的基础应与和它连接的机器的基础做成整体，以免分开时各自基础的不均匀下沉、骨架变形等引起机组中心线改变而使电机受到损坏。 1.2.3基础浇好后应先加重物进行预压。 1.2.4放底脚螺栓孔的位置，必须准确按图样开好，孔的大小应比螺栓大5～7cm，以便安装时校正，校正后在螺栓四周的空隙内填以混凝土。 1.2.5从混凝土收缩终了时起，到电机安装的日期，一般不得少于2～3个星期。 1.2.6管道通风或半管道通风的电机，若安装地点的地下水位很高，进风管道不能放在地平面下面，最好采用双层建筑基础。 1.3电机的安装程序 1.3.1进行基础的检查：外部观察时，须没有裂纹、气泡、外露钢骨以及其他外
同步电动机的工作原理
同步电动机的工作原理 同步电动机 转子转速与定子旋转磁场的转速相同的交流电动机。其转子转速n 与磁极对数p、电源频率f之间满足n=f/p。转速n决定于电源频率f，故电源频率一定时，转速不变，且与负载无关。具有运行稳定性高和过载能力大等特点。常用于多机同步传动系统、精密调速稳速系统和大型设备(如轧钢机)等。 同步电动机是属于交流电机，定子绕组与异步电动机相同。它的转子旋转速度与定子绕组所产生的旋转磁场的速度是一样的，所以称为同步电动机。正由于这样，同步电动机的电流在相位上是超前于电压的，即同步电动机是一个容性负载。为此，在很多时候，同步电动机是用以改进供电系统的功率因数的。 同步电动机在结构上大致有两种： 1、转子用直流电进行励磁。它的转子做成显极式的，安装在磁极铁芯上面的磁场线圈是相互串联的，接成具有交替相反的极性，并有两根引线连接到装在轴上的两只滑环上面。磁场线圈是由一只小型直流发电机或蓄电池来激励，在大多数同步电动机中，直流发电机是装在电动机轴上的，用以供应转子磁极线圈的励磁电流。 由于这种同步电动机不能自动启动，所以在转子上还装有鼠笼式绕组而作为电动机启动之用。鼠笼绕组放在转子的周围，结构与异步电动机相似。 当在定子绕组通上三相交流电源时，电动机内就产生了一个旋转磁
场，鼠笼绕组切割磁力线而产生感应电流，从而使电动机旋转起来。电动机旋转之后，其速度慢慢增高到稍低于旋转磁场的转速，此时转子磁场线圈经由直流电来激励，使转子上面形成一定的磁极，这些磁极就企图跟踪定子上的旋转磁极，这样就增加电动机转子的速率直至与旋转磁场同步旋转为止。 2、转子不需要励磁的同步电机 转子不励磁的同步电动机能够运用于单相电源上，也能运用于多相电源上。这种电动机中，有一种的定子绕组与分相电动机或多相电动机的定子相似，同时有一个鼠笼转子，而转子的表面切成平面。所以是属于显极转子，转子磁极是由一种磁化钢做成的，而且能够经常保持磁性。鼠笼绕组是用来产生启动转矩的，而当电动机旋转到一定的转速时，转子显极就跟住定子线圈的电流频率而达到同步。显极的极性是由定子感应出来的，因此它的数目应和定子上极数相等，当电动机转到它应有的速度时，鼠笼绕组就失去了作用，维持旋转是靠着转子与磁极跟住定子磁极，使之同步 同步电动机的起动方法： 同步电动机只有在定子旋转磁场与转子励磁磁场相对静止时，才能得到平均电磁转矩。如将静止的同步电动机励磁后直接投入电网，这时定子旋转磁场与转子磁场间以同步转速n1作相对运动，转子受到交变的脉动转矩，其平均值为零，电机不能起动。所以必须借助其他方式来起动。
同步电动机原理
同步电动机原理 Synchronous Motor Principle 三相交流电动机是用三相交流电产生的旋转磁场来带动电机转子旋 转的，有关旋转磁场的产生原理在前面已作介绍，在这里只介绍电机转 子是如何在旋转磁场的作用下旋转的。 永磁交流同步电动机 最简单的方法是在产生旋转磁场的空间放一永久磁铁，该磁铁就会 跟着磁场旋转了。下图就是这样一个永久磁铁转子。 永久磁铁转子 把永久磁铁转子放在能产生旋转磁场的定子铁芯中，它将会跟随旋 转磁场同步旋转，其转速与旋转磁场一致，故称之为同步电动机，下图 便是一个永磁同步电动机模型的示意图。
永磁同步电动机模型 下面是该三相交流同步电动机模型的动画截图，为看清线圈与磁力线，定子与转子用半透明显示。动画中有输入三相电流的变化波形，有旋转磁场与跟着旋转的永磁转子。
永磁同步电动机动画截图 请观看永磁转子同步电动机原理模型3D动画 这个三相交流同步电动机的旋转磁场只有一对磁极，永磁转子也是一对磁极，转速与交流电源相同，用50周的交流电供电时转子转速是每秒50转。
电励磁交流同步电动机 实际上的三相交流同步电动机转子多数是电励磁的，转子上有励磁绕组，用直流励磁电源产生固定磁场，下图是一个电励磁三相交流同步电动机原理模型旋转动画的截图。 电励磁三相交流同步电动机模型 请观看三相交流同步电动机原理3D动画 该三相交流同步电动机的旋转磁场只有一对磁极，电励磁转子也是一对磁极，用50周的交流电供电时转子转速是每秒50转，也即每分钟3000转。两极同步电动机的转子一般采用隐极式转子。
多极交流同步电动机 许多场合需用低转速，大力矩输出的交流同步电动机，此时的电机多做成大直径的多极电机形式，定子绕组产生多对磁极旋转磁场，转子采用多对凸极结构。下图是一个3对磁极同步电动机模型示意图，定子有3个3相绕组，转子有3对（6个）凸极，转速为每分钟1000转。 多极三相交流同步电动机模型
实验三三相同步电动机
实验报告 实验名称：三相同步电动机 小组成员：许世飞许晨光杨鹏飞王凯征 一．实验目的 1．掌握三相同步电动机的异步起动方法。 2．测取三相同步电动机的V形曲线。 3．测取三相同步电动机的工作特性。 二．预习要点 1．三相同步电动机异步起动的原理及操作步骤。 2．三相同步电动机的V形曲线是怎样的？怎样作为无功发电机（调相机）？3．三相同步电动机的工作特性怎样？怎样测取？ 三．实验项目 1．三相同步电动机的异步起动。 ≈0时的V形曲线。 2．测取三相同步电动机输出功率P 2 3．测取三相同步电动机输出功率P =0.5倍额定功率时的V 形曲线。 2 4．测取三相同步电动机的工作特性。 四．实验设备及仪器 1．实验台主控制屏； 2．电机导轨及转速测量； 3．功率、功率因数表（NMCL-001）； 4．同步电机励磁电源（含在主控制屏左下方，NMEL-19）； 5．直流电机仪表、电源（含在主控制屏左下方，NMEL-18）； 6．三相可调电阻器900Ω（NMEL-03）； 7．三相可调电阻器90Ω（NMEL-04）； 8．旋转指示灯及开关板（NMEL-05A）；
9．三相同步电机M08； 10．直流并励电动机M03。 五．实验方法 被试电机为凸极式三相同步电动机M08。 1．三相同步电动机的异步起动 实验线路图如图3-1。 实验开始前，MEL-13中的“转速控制”和“转矩控制”选择开关扳向“转矩控制”，“转矩设定”旋钮逆时针到底。 R 的阻值选择为同步发电机励磁绕组电阻的10倍（约90欧姆），选用NMEL-04中的90Ω电阻。 开关S 选用NMEL-05。 同步电机励磁电源（NMEL-19）固定在控制屏的右下部。 a ．把功率表电流线圈短接，把交流电流表短接，先将开关S 闭合于励磁电流源端，启动励磁电流源，调节励磁电流源输出大约0.7A 左右，然后将开关S 闭合于可变电阻器R （图示左端）。 b ．把调压器退到零位，合上电源开关，调节调压器使升压至同步电动机额定电压220伏，观察电机旋转方向，若不符合则应调整相序使电机旋转方向符合要求。 c ．当转速接近同步转速时，把开关S 迅速从左端切换闭合到右端，让同步电动机励磁绕组加直流励磁而强制拉入同步运行，异步起动同步电动机整个起动过程 图4-5 三相同步电动机接线图（MCL-II、MEL-IIB）图3-1 三相同步电动机接线图（MCL-11、MEL-11B ）
交流永磁同步电动机伺服系统的研究
交流永磁同步电动机伺服系统的研究 [摘要] 目前交流伺服系统取代传统电液伺服系统和直流伺服系统已经成为必然趋势，而永磁同步电动机在交流伺服系统应用过程中发挥着非常重要的作用。分析了永磁同步电动机的定子结构和转子结构，同时分析了永磁同步电动机的工作原理。分别简介了永磁同步电动机目前常用的两种控制策略：矢量控制和直接转矩控制，并对两种控制策略进行了分析对比，为永磁同步电动机进一步的深入研究提供了一些理论支持。 [关键词] 伺服系统永磁同步电动机矢量控制直接转矩控制 1、前言 随着现代科学技术特别是电力电子技术、微型计算机技术和控制理论的快速发展，伺服系统作为自动控制系统中的一种重要支柱技术，在许多高科技领域得到了非常广泛的应用[1]。伴随着、稀土永磁材料与电机控制技术的发展，交流伺服控制技术有了长足的进步，交流伺服系统逐步取代直流伺服系统已成定局。借助于科学技术的发展，人们有可能并已经初步构成了高精度、快速响应的交流伺服驱动系统。因此，近年来，世界各国在高精度速度和位置控制场合，都已经由交流电力传动取代电液传动和直流传动。在交流伺服传动领域中，伺服系统有三种构成形式，其执行元件分别是：感应电动机、无刷直流电动机和三相永磁同步电动机，所构成的伺服系统除以上执行元件外还有：变频装置（整流器和逆变器）、控制系统。 永磁同步电动机具有结构简单、体积小、效率高、功率因数高、转矩电流比高、转动惯量低、易于散热及维护保养等优点，特别是随着永磁材料价格的下降、材料磁性能的提高，以及新型永磁材料的出现，在中小功率、高精度、高可靠性、宽调速范围的伺服系统中，永磁同步电动机引起了众多研究与开发人员的青睐，其应用领域逐步推广，尤其在航空、航天、数控机床、加工中心、机器人等场合已获得广泛的应用[2]。 2、永磁同步电动机的工作原理 由于永磁同步电动机转子磁钢的几何形状不同，转子磁场在空间的分布可分为正弦波和梯形波两种，转子旋转在定子上产生的反电动势波形也分为正弦波，梯形波两种，所以永磁同步电机分为正弦波驱动电流的永磁同步电机和方波驱动电流永磁同步电机。以三相正弦波驱动的永磁同步电动机为例，永磁同步电动机的结构主要包括定子铁心、定子绕组和转子铁心。 定子铁心由冲有槽孔的硅钢片压叠而成，这种结构可以减小电动机运行时的铁耗。定子绕组是在定子铁心槽中嵌放电枢绕组，常采用分布短距绕组，而且通常接成星形接法以减小电动机杂散损耗。气隙长度是一个非常关键的尺寸，尽管它对永磁同步电动机的无功电流的影响不如对感应电动机那么敏感，但是它对永
大型同步电动机励磁装置说明书
同步电动机励磁控制装置 使用说明书 沈阳远大机电装备有限公司 二○○九年十一月十七日
一、概述 TDLC系列同步电动机全数字励磁装置是我公司自行研发的新一代产品，采用全数字控制，主要用于同步电动机励磁调节系统，可根据不同的负载选择不同的运行方式，具有运行可靠、技术先进、结构简单、功能齐全、性能稳定、调试方便、维护简单等优点。 二、型号说明 产品系列代码额定励磁电流 设计序号额定励磁电压 三、适用范围 本装置可作为拖动重载或轻载起动的同步电动机的直流励磁电源，与同步电动机单机配套，适用于各种气体压缩机、风机、球磨机等，也可适用于拖动冲击负荷（如轧钢负荷）的同步电动机励磁用。适用电机功率范围为200-20000KW。 四、使用环境 1、海拔高度不超过1500米，超过1500米时要降容使用； 2、周围空气介质温度-10℃ -- +45℃； 3、周围空气相对湿度不大于85% (20±5℃)； 4、无腐蚀性气体导电尘埃及易燃易爆场所； 5、无剧烈振动冲击，倾斜度不超过5°； 6、户内安装，安装地点有良好的通风。 五、性能特点 1、适用于380V—10KV电压等级的同步电动机，装置供电为三相四线制，可满足轻载或重载启动要求。 2、全数字控制模式，摒弃常规电位器整定及调节方法。无需调试即可运行。
3、启动无脉振，电机异步启动过程平稳、快捷，可满足电机降压或全压启动。 4、电机的投励采用滑差检测准角（反极性末尾）投励，投励的角度选择国际公认的电器分离角最小的位置；还设有定时后备投励环节，保证电机启动一次投励成功。 5、励磁装置能以恒流、恒功率因数及恒无功方式运行（后两种选配），能有效克服电网电压的波动及由于电机转子温升带来的电流变化，并且适应不同负荷要求自动调节励磁。 6、采用自有专利技术---整定灭磁，消除电机启动过程的脉振，增大牵入转矩，使电机启动平稳快捷。 7、具有过压、过流、失磁、失步及失步再整步等保护功能。 8、设有逆变环节，有效泄放电机转子的储能，保护电机和励磁装置免受损害。 9、测量自动重合闸信号，能够避免非同期冲击对电机造成的致命伤害。 10、强励功能，在电网电压下降时可提供1.4倍的强励电流。 11、具有和上位计算机通讯功能,通讯接口为RS232或者RS485。通讯协议为MODEL BUS。可以实现励磁柜功率因数COSφ，定子电流，励磁电压，电流的上传，实现远程调节励磁。（需要此功能的用户请在定货时说明，一般配置不包括此项功能）。 六、主要技术指标 1、输入要求：三相四线线制交流，380V±10%，50±1Hz。 2、功率因数在0.5-1范围内连续可调。 3、强励倍数最大为1.4倍，出厂设定值为1.2倍，时间为15秒。 4、励磁电流调节从0-600A连续可调。 5、电网电压波动在80%到110%范围内，恒流励磁调节偏差不大于±5%。 6、当控制电压偏差不超过+10%至-15%时，控制器能正常可靠工作。 7、滑差投励：按转子滑差5%顺极性投励。 8、后备投励：投时时间0-30秒可设定。 9、滑差投全压：按到达同步速的90%自动投全压。 10、延时投全压：延时投全压时间0-30秒可设定。
同步电动机
同步电动机的起动方法设计 摘要：虽然同步电机大部分情况用作发电机。但是在工业生产中有一些大功率的空气压缩机、大型鼓风机、电动发电机组等，这些生产机械本身也没有调节速度的要求。如果用同步电动机去拖动可能更合适。这是因为同步电动机与同容量的异步电动机相比，同步电动机的功率因数髙，还可以通过调节其励磁电流来改善电网的功率因数，因而在不需要调速的低速大功率机械中得到较广泛的应用。随着变频技术的不断发展，同步电动机的起动和调速问题都得到了解决，从而进一步扩大了其应用范围。本文先介绍了同步电机及同步电动机的工作原理，而后分析了调节同步电动机的励磁电流以提高电网功率因数以及异步起动和变频起动。 关键字：同步电机，同步电动机，电网功率因数，励磁电流，异步起动，变频起动 1 同步电机的基本原理 同步电机和感应电机一样是一种常用的交流电机。特点是稳态运行时，转子的转速和电网频率之间有不变的关系n=n s=60f/p，n s称为同步转速。若电网的频率不变，则稳态时同步电机的转速恒为常数而与负载的大小无关。 同步电机分为同步发电机和同步电动机。现代发电厂中的交流电机以同步电机为主。 1.1工作原理 主磁场的建立：励磁绕组通以直流励磁电流，建立极性相间的励磁磁场，即建立起主磁场。 载流导体：三相对称的电枢绕组充当功率绕组，成为感应电势或者感应电流的载体。 切割运动：原动机拖动转子旋转（给电机输入机械能），极性相间的励磁磁场随轴一起旋转并顺次切割定子各相绕组（相当于绕组的导体反向切割励磁磁场）。 交变电势的产生：由于电枢绕组与主磁场之间的相对切割运动，电枢绕组中将会感应出大小和方向按周期性变化的三相对称交变电势。通过引出线，即可提供交流电源。 交变性与对称性：由于旋转磁场极性相间，使得感应电势的极性交变；由于电枢绕组的对称性，保证了感应电势的三相对称性。
同步电机
第八章同步电机 同步电机原理和结构 1．同步发电机原理简述 （1）结构模型： 同步发电机和其它类型的旋转电机一样，由固定的定子和可旋转的转子两大部分组成。最常用的转场式同步电机的定子铁心的内圆均匀分布着定子槽，槽内嵌放着按一定规律排列的三相对称交流绕组。这种同步电机的定子又称为电枢，定子铁心和绕组又称为电枢铁心和电枢绕组。转子铁心上装有制成一定形状的成对磁极，磁极上绕有励磁绕组，通以直流电流时，将会在电机的气隙中形成极性相间 的分布磁场，称为励磁磁场（也称主磁场、转 子磁场）。除了转场式同步电机外，还有转枢式 同步发电机，其磁极安装于定子上，而交流绕 组分布于转子表面的槽内，这种同步电机的转 子充当了电枢。图8-1-1给出了典型的转场式 同步发电机的结构模型。图中用AX、BY，CZ 共 3个在空间错开120°电角度分布的线圈代表 三相对称交流绕组。 （2）工作原理 同步电机电枢绕组是三相对称交流绕组，当 图8-1-1 同步电机结构模型 原动拖动转子旋转时，通入三相对称电流后，会 产生高速旋转磁场，随轴一起旋转并顺次切割定 子各相绕组（相当于绕组的导体反向切割励磁磁场），会在其中感应出大小和方向按周期性变化的交变电势，每相感应电势的有效值为， E0＝Фf k w （8-1-1）式中f——电源频率；Фf——每极平均磁通； N——绕组总导体数；k w——绕组系数； E0是由励磁绕组产生的磁通Фf在电枢绕组中感应而得，称为励磁电势（也称主电势、空载电势、转子电势）。由于三相电枢绕组在空间分布的对称性，决定了三相绕组中的感应电势将在的时间上呈现出对称性，即在时间相位上相互错开1/3周期。通过绕组的出线端将三相感应电势引出后可以作为交流电源。可见，同步发电机可以将原动机提供给转子的