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同步電機在運轉時的介紹

2022-06-30 10:00:00

同步電機,和感應電機(即異步電機)一樣是一種常用的交流電機。同步電機是電力系統的心臟,它是一種集旋轉與靜止、電磁變化與機械運動于一體,實現電能與機械能變換的元件,其動態性能十分復雜,而且其動態性能又對全電力系統的動態性能有很大影響。特點是:穩態運行時,轉子的轉速和電網頻率之間有不變的關系n=ns=60f/p,其中f為電網頻率,p為電機的極對數,ns稱為同步轉速。若電網的頻率不變,則穩態時同步電機的轉速恒為常數而與負載的大小無關。同步電機分為同步發電機和同步電動機?,F代發電廠中的交流機以同步發電機為主。

同步電動機工作時,定子的三相繞組中通入三相對稱電流,轉子的勵磁繞組通入直流電流。在定子三相對稱繞組中通入三相交變電流時,將在氣隙中產生旋轉磁場。在轉子勵磁繞組中通入直流電流時,將產生極性恒定的靜止磁場。若轉子磁場的磁極對數與定子磁場的磁極對數相等,轉子磁場因受定子磁場磁拉力作用而隨定子旋轉磁場同步旋轉,即轉子以等同于旋轉磁場的速度、方向旋轉,這就是同步電動機的基本工作原理。

穩態運行時,轉子的轉速和電網頻率之間有不變的關系n═ns═60f/p,ns稱為同步轉速。若電網的頻率不變,則穩態時同步電機的轉速恒為常數而與負載的大小無關。

根據勵磁方式不同,同步電機可以分為電勵磁同步電機和永磁同步電機。

定子線圈在星形結構中連接。轉子中有永磁鐵。

永磁同步電機主要由定子、轉子和端蓋等部件構成,定子由疊片疊壓而成以減少電動機運行時產生的鐵耗,其中裝有三相交流繞組,稱作電樞。轉子可以制成實心的形式,也可以由疊片壓制而成,其上裝有永磁體材料。根據電機轉子上永磁材料所處位置的不同,永磁同步電機可以分為突出式與內置式兩種結構形式,右圖給出相應的示意圖。突出式轉子的磁路結構簡單,制造成本低,但由于其表面無法安裝啟動繞組,不能實現異步起動。

同步電機.jpg

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