第十六章同步電動機和同

步調(diào)相機

1.了解同步電動機的優(yōu)缺點一、教學(xué)要求：2.理解同步電動機的基本工作原理3.熟悉同步補償機的用途優(yōu)點：大功率同步電動機與同容量的異步電動機相比，同步電動機的功率因數(shù)高，運行時，不僅不使電網(wǎng)的功率因數(shù)降低，而且還能夠改善電網(wǎng)的功率因數(shù)。§16-1概述同步電動機不帶機械負載運行時，可以作為同步補償機使用，它可以改善電網(wǎng)的功率因數(shù)，調(diào)整電網(wǎng)的電壓。

§16-2同步電動機的基本工作原理一、同步電動機驅(qū)動力矩產(chǎn)生機理同步電動機定轉(zhuǎn)子磁極相互位置同步電動機驅(qū)動力矩產(chǎn)生機理同步電動機定轉(zhuǎn)子磁極軸線重合時的磁場分布圖同步電動機驅(qū)動力矩產(chǎn)生機理

電動機過勵運行狀態(tài)

(按發(fā)電機規(guī)則)發(fā)電機過勵運行狀態(tài)二、同步電動機的基本方程式、相量圖和功率平衡關(guān)系

研究電動機時，采用電動機慣例和的參考方向：

同步電動機等效電路圖同步電動機過勵運行同步電動機欠勵運行三、同步電動機的穩(wěn)定性及過載能力

電動機運行穩(wěn)定性與發(fā)電機類似，穩(wěn)定不穩(wěn)定功角特性：

隱

過載能力：

四、同步電動機的V形曲線

電動機的V形曲線的形狀與發(fā)電機的相似，但過勵時電樞電流領(lǐng)先端電壓一個角。

§16-3同步電動機的起動

同步電動機自起動轉(zhuǎn)距為零。同步電機定子通入三相對稱電流，在氣隙內(nèi)產(chǎn)生轉(zhuǎn)速為n1的旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)子通入直流勵磁產(chǎn)生N、S極，定子前后半周對轉(zhuǎn)子磁極的作用力相反，產(chǎn)生的平均轉(zhuǎn)距為零，無法自起動。

解決方法：1、異步起動——采用感應(yīng)電動機工作原理在轉(zhuǎn)子極靴上加裝起動繞組（發(fā)電機稱為阻尼繞組），起動時，勵磁繞組不能開路（以免產(chǎn)生過大的感應(yīng)電勢，擊穿絕緣），亦不能直接短路（對起動不利），需串入阻值約為10倍的電阻。當(dāng)異步起動使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速上升，轉(zhuǎn)速接近同步速，加入直流勵磁，進入同步電機運行狀態(tài)。2．變頻起動：

起動時定子電流頻率較低，同步轉(zhuǎn)速也較低，使平均電磁轉(zhuǎn)距不為零?！?6-4反應(yīng)式同步電動機

轉(zhuǎn)子上無勵磁繞組的凸極同步電動機，

此原理適用于小型同步電動機。

§16-5同步補償機（調(diào)相機）

同步補償機，也稱同步調(diào)相機，是一臺不帶機械負載的同步電動機，專門用于發(fā)出（吸收）無功功率。

一、兩種運行方式

1.過勵：為過勵時，領(lǐng)先于，吸收容性無功功率，即發(fā)出感性無功功率。

2.欠勵：落后于，吸收感性無功功率。按照發(fā)電機慣例畫出空載、過勵、欠勵時-空矢量圖如下：

二、用途

1、受控補償

（1）當(dāng)負荷較大時，為了改善功率因素，同步補償機應(yīng)過勵運行，（2）當(dāng)電網(wǎng)負荷很輕時，高壓長輸電線路將呈現(xiàn)較大的電容作用，使受端電網(wǎng)電壓升高，此時，同步補償機應(yīng)運行在欠勵狀態(tài)，吸收電網(wǎng)中多余的無功功率。2、中間補償

（1）（2）當(dāng)時對穩(wěn)定有利，因為，角減小，穩(wěn)定提高（3）當(dāng)保持原過載能力時，輸送的功率將增大。（4）中間加補償機相當(dāng)于線路的減小，提高了穩(wěn)定性或增加輸出。三、特點1、因不帶機械負載，補償機轉(zhuǎn)軸可以比較細，，2、由于沒有穩(wěn)定問題，可較大，使得氣隙較小，勵磁也較小，轉(zhuǎn)子用銅量少3、額定容量對應(yīng)過勵而言4、也存在起動問題，一般利用異步起動，加起動繞組。四、說明1、水電站在枯水期間，水輪發(fā)電機可作調(diào)相運行2、在同時有水輪機和汽輪發(fā)電機的電網(wǎng)，豐水期間，水輪發(fā)電機發(fā)有功功率，汽輪發(fā)電機作調(diào)相機運行。結(jié)