2019-电动机及拖动基础件课件第6章同步电动机-文档资料-文档资料
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电机及拖动第四版第6章同步电机及同步电动机的电力拖动
教学目的与要求：
1 2 3 掌握同步发电机的基本工作原理和分类 了解同步电机的主要结构 掌握同步电机的额定值,了解励磁方式
第６章 同步电机及同步电动机的电力拖动
６.1.1 同步电机的基本工作原理与分类
Operating principle and classify of synchronous generator
第６章 同步电机及同步电动机的电力拖动
６.1同步电机的基本工作原理与结构 Basic operating principle and structure of synchronous generator
教学内容：
6.1.1 同步电机的基本工作原理和分类 6.1.2 同步电机的基本结构 6.1.3 同步电机的额定值及励磁方式
6.1 同步电机的基本工作原理与结构 6.2 同步发电机的空载运行 6.3 同步发电机的电枢反应与机电能量转换 6.4 同步发电机的负载运行 6.5 同步发电机的并联运行 6.6 同步电动机和同步调相机 6.7 同步电动机的电力拖动 思考题与习题
第６章 同步电机及同步电动机的电力拖动
基本要求： 1.掌握同步电机的基本工作原理，了解凸极机和隐极机的基本 结构特点并熟悉同步电机的额定值； 2.掌握对称负载运行时的电枢反应和机—电能量转换关系； 3.了解同步电机中各种电抗的物理意义及大小关系； 4.了解同步电机的电动势方程式、相量图和等效电路； 5. 掌握三相同步发电机的功率、转矩和运行特性； 6. 掌握三相同步发电机的并联运行的条件与方法，有功功角特 性及有功功率的调节，无功功率的调节及V形曲线； 7. 掌握三相同步电动机的功角特性、矩角特性与V形曲线； 8. 对同步调相机作一般了解； 9. 了解同步电动机的起动、调速。
精品课件-电机拖动与控制(刘保录)-第6章
第6章 交流电动机的电力拖动
由图可见，当电动机在某一负载下运行时， 若降低电压， 则电动机转速降低，转差率增大，转子电流将因此而增大， 从 而引起定子电流的增大。若电动机电流超过额定值，则电动机最 终温升将超过容许值，导致电动机寿命缩短，甚至使电动机烧坏。 如果电压降低过多，致使最大转矩Tm小于总的负载转矩， 则会 发生电动机停转事故。
这种起动方法利用自耦变压器降低加到电动机定子绕组上的 电压以减小起动电流，图6.2.2为自耦变压器起动的原理图。 起 动时开关投向“起动”位置，这时自耦变压器的一次绕组加全电 压，降压后的二次电压加在定子绕组上，电动机降压起动。 当 电动机转速接近稳定值时，把开关投向“运行”位置，自耦变压 器被切除，电动机全压运行，起动过程结束。
第6章 交流电动机的电力拖动
1)
(reactor starting)
图6.2.1所示为电阻降压起动的原理图。起动时，先将转换
开关S2投向“起动”侧，然后合上主开关S1进行起动。此时较大 的起动电流在起动电阻(或电抗)上产生了较大的电压降，从而降
低了加到定子绕组上的电压，起到了限制起动电流的作用。 当
ki
1 4
3
电源容量KVA 电动机容量KW
则电动机可直接起动， 否则应采用降压起动。
（6.2.1）
第6章 交流电动机的电力拖动
2．
(reducing voltage starting) 的目的是限制 起动电流，通过起动设备使定子绕组承受的电压小于额定电压， 减小起动电流，待电动机转速达到某一数值时，再使定子绕组 承受额定电压，使电动机在额定电压下稳定工作。
TpU12 r12
x1
x2
2
（6.1.3）
电机与拖动基础课件
●
寿命：电机的预期使用寿命
●
环境适应性：电机对环境的适应能力
●
安全性：电机的安全性能
●
可靠性：电机的可靠性指标
●
维护性：电机的维护性能
●
经济性：电机的经济性能指标
●
环保性：电机的环保性能指标
●
智能化：电机的智能化程度
●
模块化：电机的模块化程度
●
标准化：电机的标准化程度
●
系列化：电机的系列化程度
●
通用性：电机的通用性指标
应用：广泛应用于各种工业设备和家用电器中
电动机： 广泛应用 于各种机 械设备如 电动工具、 家用电器 等
发电机： 用于发电 如风力发 电、水力 发电等
电动机： 用于驱动 各种交通 工具如电 动汽车、 电动自行 车等
电动机： 用于驱动 各种工业 设备如机 床、起重 机等
电动机： 用于驱动 各种家用 电器如电 冰箱、洗 衣机等
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01.
02.
03.
04.
05.
06.
电机与拖动基础课件概述
课程目标：掌握电机与拖 动的基础知识
课程内容：包括电机原理、 拖动系统、控制技术等
教学方法：理论与实践相 结合注重实践操作
课程评价：通过考试和实 践操作进行评价
课程应用：应用于电气工 程、自动化等领域
电机与拖动专业的 学生
电机与拖动领域的 工程师
电机与拖动技术的 研究人员
对电机与拖动技术 感兴趣的人士
电机与拖动 基础概述
电机的分类 及特点
拖动系统的 组成及工作 原理
电机与拖动 系统的控制 方法
电机与拖动 系统的应用 实例
电机与拖动第6章同步电机的电力拖动
6.3 三相同步电动机的调速
一、 他控式变频调速
独立的变频装置为电机 提供变频变压电源
1. f1＜ fN 时，要保持 U1 = 常数 f1 以隐极同步电动机为例，有下面的关系 U1 E0 TM = 3 Xs Ω E0 = 4.44 kw1 N1 f1Φ0∞ f1 Xs = Xa＋Xσ = 2π f1 (La＋Lσ) = 2π f1Ls ∞ f1 2π 60f1 2π f1 ∞ f 2π Ω= n= = p 1 60 p 60
功率角 θ 的物理意义 同步电动机的矩角特性类似于异步电动机的机械特性， 其中的功率角θ相当于异步电动机的转差率s。 同转差率一样，随着负载转矩的增加，功率角将有所增 加，由矩角特性可知，电磁转矩将相应的增加，最终电 磁转矩与负载转矩相平衡。但同步电动机仍保持同步速 运行。
同步电动机的过载能力 当 I1L = IN 时，满载。 当 I1L＞IN 时，过载。 不允许长期过载，允许短时过载。短时过载 时要求 TL＋T0＜TM 。 过载能力（当U1L = UN，If = IfN时）： TM αMT = T = 2 ~ 2.5 N TM 1 ※ 三相隐极同步电动机： = TN sinθN
6.3 三相同步电动机的调速
pkw1N1 U1 3 TM = Φ0 Ls f1 2√ 2 π 2. f1＞fN 时，要保持 U1 = UNP 不变 U1 则 U1＞UNP，这是不允许 若保持 = 常数， f1 的。因此，只有使 U1 = UNP ， f1 ↑ → TM ↓ 。 若要保持一定的过载能力，可以调节 If ，即 If ↑ TM 基本不变。 f1 ↑
直流无换向器 电动机示意图
位置检测器
优点： 不存在失步和振荡问题（与他控式相比，因自控式同步电动 机定子绕组的通电频率以及由此产生的定子旋转磁场受控于转 子转速）； 转子的惯量较小，快速性和可靠性高，调速范围较宽；（因 无机械式电刷与换向器，且具有直流电动机的性能）；
电机与拖动基础6
三相同步电机的电磁关系
• Fa的分布波形，可以了解到磁密波形的畸变是由于凸极结 构造成的 • 将Fa分解成为直轴分量Fad和 交轴分量Faq。相应的电流 为直轴电流Id和交轴电流Iq。Fa Fad Faq I I d I q • 直轴和交轴磁动势产生相应磁通和感应电动势，有 Ead jId x ad Eaq jI q xaq xad xaq
额定数据之间满足下列关系式：
对于三相同步发电机：
PN S N cos N 3U N I N cos N
对于三相同步电动机：
PN 3U N I N cos N N
三相同步电机的电磁关系
• 同步电动机的磁动势 • 当同步电动机的定子三相对称绕组连接到三相对称电源上 时，就会产生三相合成旋转磁动势，简称电枢磁动势，用 空间矢量Fa表示。 • 设电枢磁动势Fa 的转向为逆时针方向，转速为同步转速。 在同步电动机负载运行时，其转子也是逆时针方向以同步 转速旋转。由直流励磁电流If 产生的磁动势称为励磁磁 动势，用Ff 表示，它也是一个空间矢量。电枢磁动势Fa 与励磁磁动势Ff ，两者都以同步转速按逆时针方向旋转， 但是两者在空间的位置不一定相同。 • 这里规定两个轴方向：转子N极和S极的中心线称为直 轴或纵轴，简称d 轴；与直轴相距90空间电角度的方向 称为交轴或横轴，简称q 轴。直轴和交轴随转子一同旋转
三相同步电机的电磁关系
• 电动势平衡方程式
U E 0 E a E I ra E 0 j I xa j I x I ra • E0—励磁电动势；Ea—电枢反应电动势；Eδ—漏磁电动 势 • 根据电动势平衡方程，可以作出同步电机相矢图
电机与拖动技术完整版课件全套ppt教学教程
第1章 绪论
1.2本课程在专业中的作用、任务及课程目标
（2）课程目标 本课程是一门用电磁理论解决复杂的、具体的、综合的实际问题的课程 。在电机运行中，电机内同时存在电、磁、力的相互作用。因此本课程的目 标是使学生牢固掌握基本概念、基本原理和主要特性，学会结合电机的具体 结构、应用电机基本理论分析电机及拖动的实际问题，应掌握一定的电磁计 算方法，培养学生运算能力。 要求学生重视在教学过程中安排的实验、实 习，包括参观电机厂等实践教学环节。 具体要求是：
我国的电机工业，从新中国成立以来的50多年间，建立了独立自主的完整 体系。早在1958年我国就研制成功当时世界上第一台1.2万kW双水内冷汽轮 发电机，显示了我国电机工业的迅速掘起。近些年来，随着对电机新材料的研 究以及计算机技术在电机设计、制造工艺中的应用，普通电机的性能得到提高 ，而控制电机的高可靠性、高精度、快速响应使控制系统完成各种人工无法完 成的快速复杂的精巧工作。
从20世纪20年代起，开始采用由一台电动机拖动一台生产机械的系 统，称为单电动机拖动系统。与成组拖动相比，它省去了大量的中间传动 机构，使机械结构大大简化，提高了传动效率，增强了灵活性。由于电机 与生产机械在结构上配合密切，因而可以更好地满足生产机械的要求。
第1章 绪论
1.1电机和电力拖动技术的发展及在经济技术领域中的作用
第1章 绪论
1.1电机和电力拖动技术的发展及在经济技术领域中的作用
电能是现代能源中应用最广的二次能源，它的生产、变换、传输、分配 、使用和控制都比较方便经济，而要实现电能的生产、变换和使用等都离不 开电机。电机就是一种将电能与机械能相互转换的电磁机械装置。因此，电 机一般有两种应用形式。第一种是把机械能转换为电能，称之为发电机，它 通过原动机先把各类一次能源蕴藏的能量转换为机械能，然后再把机械能转 换为电能，最后经输电、配电网络送往城市各工矿企业、家庭等各种用电场 合。第二种是把电能转换为机械能，称之为电动机，它用来驱动各种用途的 生产机械和其他装置，以满足不同的要求。电机是利用电磁感应原理工作， 它应用广泛，种类繁多，性能各异，分类方法也很多。常见的分类方法为： 按功能用途分，可分为常规电机和控制电机两大类。按照电机的结构或转速 分类，可分为变压器和旋转电机。根据电源的不同，旋转电机又分为直流电 机和交流电机两大类。交流电机又分为同步电机和异步电机两类。
电机与电力拖动基础 (全)课件
智能家居领域
在智能家居领域，电机控制技 术主要用于智能家电、智能照 明、智能安防等系统中，提高 家居生活的便利性和舒适性。
电动汽车领域
在电动汽车领域，电机控制技 术是实现车辆稳定运行和高效 驱动的关键技术之一，对于提 高电动汽车的性能和降低能耗 具有重要意义。
04
电机与电力拖动系统的维护与检修
维护与检修概述
电机与电力拖动基础 (全)课件
目
CONTENCT
录
• 电机学基础 • 电力拖动基础 • 电机控制技术 • 电机与电力拖动系统的维护与检修 • 电机与电力拖动系统的设计
01
电机学基础
电机概述
电机是利用电磁感应原理实现电能与机械能转换的 装置。
电机广泛应用于工业、农业、交通运输、国防等领 域。
电机主要由定子和转子组成，通过磁场相互作用产 生旋转运动。
工作机
被拖动的机械设备，如机床、 泵等。
电力拖动系统的特性
80%
调速性能
通过改变电动机的输入电压或电 流，可以方便地调节电动机的转 速，从而实现对工作机的速度控 制。
100%
启动和制动性能
通过控制装置可以实现对电动机 的启动和制动控制，以满足工作 机在各种工况下的运动需求。
80%
负载特性
工作机的负载特性对电力拖动系 统的性能有很大影响，不同的负 载特性需要选择不同类型的电动 机和控制装置。
THANK YOU
感谢聆听
状态监测
通过各种传感器和检测 设备实时监测设备的运 行状态，及时发现异常
。
故障诊断
根据设备运行数据和故 障现象，分析故障原因
，确定维修方案。
修复性维修
对已经发生的故障进行 修复，恢复设备性能。
电机及拖动基础优秀PPT完整PPT
电机及拖动基础
iax I m
转子绕组作“两并一串”联接， 并且通入直流后所建立的磁动 势和磁场的基波分布图
iby
1 2
Im
icz
1 2
Im
绕线转子异步电动机的转子绕组通入直流电流 后，就成为一个电磁铁。
不论旋转磁极与电磁铁在起始时的相对位置如 何，结果总是旋转磁极的N极和S极分别与电磁铁 的S极和N极相吸。旋转磁极以同步转速旋转，则 必然拉着电磁铁也以同步转速旋转。这时异步电 动机就作同步运行。
恒功率、变励磁、不 计凸极效应时同步电 动机的电动势相量图
（二）转速特性及起动步骤
无平均电磁 转矩的情况
(s)t0
Te(t)
m UE0
Xds
sins
t
0
m U2
2s
1 Xq
1 Xd
sin2s
t
0
T
平均电磁转矩 Teav 0 Te(t)dt 0
第二节 无换向器电动机——自控式同步电动机 一、分类
串并联式
涡轮式
永磁同步电动机的转子结构图
2、磁路与参数问题 永磁体为横向结构的永磁同步电动机磁路示意图
3、起动问题
永磁同步电动机起动特性
1——异步转矩 2——发电机制动转矩 3——磁阻转矩 4——合成转矩
三、步进电动机
三相反应式步进电动机示意图
位置一
位置二
位置三
三相反应式步进电动 机的典型结构示意图
有最大电 磁转矩
无电磁转矩
有最大电 磁转矩
三、特点
1、维护简便 2、调速范围宽 3、控制方便 4、电动机能够使用于条件较恶劣的场合 5、快速性好
第三节 其他同步电动机
一、磁阻同步电动机
iax I m
转子绕组作“两并一串”联接， 并且通入直流后所建立的磁动 势和磁场的基波分布图
iby
1 2
Im
icz
1 2
Im
绕线转子异步电动机的转子绕组通入直流电流 后，就成为一个电磁铁。
不论旋转磁极与电磁铁在起始时的相对位置如 何，结果总是旋转磁极的N极和S极分别与电磁铁 的S极和N极相吸。旋转磁极以同步转速旋转，则 必然拉着电磁铁也以同步转速旋转。这时异步电 动机就作同步运行。
恒功率、变励磁、不 计凸极效应时同步电 动机的电动势相量图
（二）转速特性及起动步骤
无平均电磁 转矩的情况
(s)t0
Te(t)
m UE0
Xds
sins
t
0
m U2
2s
1 Xq
1 Xd
sin2s
t
0
T
平均电磁转矩 Teav 0 Te(t)dt 0
第二节 无换向器电动机——自控式同步电动机 一、分类
串并联式
涡轮式
永磁同步电动机的转子结构图
2、磁路与参数问题 永磁体为横向结构的永磁同步电动机磁路示意图
3、起动问题
永磁同步电动机起动特性
1——异步转矩 2——发电机制动转矩 3——磁阻转矩 4——合成转矩
三、步进电动机
三相反应式步进电动机示意图
位置一
位置二
位置三
三相反应式步进电动 机的典型结构示意图
有最大电 磁转矩
无电磁转矩
有最大电 磁转矩
三、特点
1、维护简便 2、调速范围宽 3、控制方便 4、电动机能够使用于条件较恶劣的场合 5、快速性好
第三节 其他同步电动机
一、磁阻同步电动机
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13
2、磁场F和磁通Φ
F Faq F f 1 Fad aq 0 ad
arctan I N X q U sin U cos
E 0 E 0 I d X d U cos
14
6.4 同步电动机的功率和转矩 1、同步电动机的功率平衡和转矩平衡的关系
Xd
1 )sin 2
Xq
17
Id I sin;Iq I cos;Usin IqXq E0 Ucos Id Xd
进一步得
Pem
m1
E0U sin
Xd
m1
U2 2
(1 Xq
1 Xd
)sin2
式中；第一项为基本电磁功率；第二项为附加 电磁功率。
18
arctaINnXqUsin Ucos
12
2、电枢等效电路及矢量方程 1）电动势平衡方程
U E E RaI E E0 Ea;E jX I Ea Eaq Ead; Eaq jXaqIq Ead jXadId I Id Iq Xa Xaq Xad 同步电抗：Xd X Xad;Xq X Xaq
15
由图 6。4 可得：
P1 Pem PCu m 1UI cos
Pem P 2 P0 P 2 P Fe P mec P
P1 PCu m 1 E I cos i
和
分别为输入功率因数和
i
内功率因数。
2 、转矩平衡关系
电磁转矩：
T em
5
6.2.2 同步电动机的铭牌数据和用途
6.2.2铭牌数据 1、额定功率PN 2、额定转速Nn 3、额定电压UN 4、额定电流IN 5、额定频率fN 6、额定功率因数cosφN 7、额定效率η N=PN/UNIN cosφN√3
6
6.2.2 同步电动机的分类和用途 1、分类 A、按用途分类 1）同步电动机----拖动 2）同步发电机---发电 3）调相机。改善电网功率因数。 B、按相数分类 1）单相和两相 2）三相
3
2、三相同步电动机的工作原理结构（凸极 式或永磁式结构）
4
3、三相同步电动机的理论原理
当三相同步电动机的定子绕组加上三交流电源，电源的频率为f1，磁极 对数为p；转子绕组加 上直流励磁电压、电流，转子磁极产生N-S磁场。定 子磁场吸引，转子磁场，使二者同步旋转。同步转p
调相机和发电机。
9
6.3 同步电动机的电磁关系 6.3.1 同步电动机的电枢(定子)反应 1、什么叫电枢反应？ 同时将电枢电流I的磁场对同步电动机恒定
不变磁场在气隙中的影响，称为该同步 电动机的电枢反应。 2、电枢反应的作用和影响 1）设电枢电流为I，电枢反应产生的电动 势与每相电枢绕组的合成气隙的电动势 为E0，
T2 T0
P em 0
负载转矩：
T2
P2 0
;
为同步角度速。
0
空载转矩：
T0
P0 0
P Fe
P mec 0
P
16
6.4.2电磁功率和电磁转矩的关系
1、凸极式同步电动机
1）电磁功率：
Pem m1E I cosi;i为E与I的相位角。
E cosi EQ cos
E0 IdXd UcosXdINsinU3Ncos
19
2、隐极式同步电动机
1）由向量图得电磁功率为：
P em m 1 E I cos i ; E cos i E 0 cos
所以：
P em
m（1
E
）
0
I
cos
由于： X d X q X t X X X a
7
C、按旋转部件分类 1）转磁式(定子不转,转子转) 2）转枢式(定子转,转子不转) D、按磁极分类 1）凸极式 2）隐极式 3）永磁式 4）有换向式和无换向式 E、按轴向位置 分类 1）卧式。2）立式
8
F、按冷却方式分类 1）气冷。2）液体、3）水、油 7、用途：大型水泵。离心机。通风机。
小型电钟。记录仪。电影机械。复印机。陀螺。传真机。 录音机。搅拌机。
第6章同步电动机
6.1 同步电动机的基本工作原理 6.2 同步电动机的主要结构及用途 6.3 同步电动机的电磁关系 6.4 同步电动机的功率和转矩 6.5 同步电动机功率因数的调节 6.6 同步电动机的的起动
1
序 1、什么是同步电动机？ 三相定子交流磁场旋转速度和转子的旋转
速度与方向完全相同的电动机和发电机， 都属同步电机。 序 2、同步电动机有什么用途？
P em
（ m1
E
） 0U
Xt
sin
2 )电磁转矩表达式
1）发电厂的交流发电机都属同步电机 2）大功率机械的调速，小功率的同步电动
机用于计时、测量、录音、搅拌、印刷 机、压缩机、雷达。同步调相。
2
6.1-6.2 同步电动机的基本工作原理和结构 1、同步电动机的基本结构：如下图：它有转子绕线式和永磁两种结构。转子 绕线式同步电动机由定子、定子三相绕组、转子、转子绕组线圈等组成。定子 三相绕组用于产生旋转磁场。转子绕组线圈加上直流电源为转子励磁，产生直 流磁场，定子三相绕组用于产生旋转磁场吸引转子励极，使转子与定子旋转磁 场同步运行。
10
2）当I和E0(合成电动势)同相时，有 交轴反应
3）当I超前-E0时。直轴反应起去磁作 用。
4）当I滞后-E0时，直轴反应起增磁作 用。
5）当I F0 I<2 I fH I sinΨ时电枢反应 是去磁的.(F0是电磁力)
6) 只要有交轴反应,反应后相位总要发 生变化.
11
6.3.2 同步电动机的电动势平衡方程 1、电枢等效电路及矢量图
EQ E0 Id (X d X q )
所以Pem m1[E0I cos Id Iq (X d X q )]
2)电磁转矩
Tem
m1 0
[(E0)I
cos
Id
Iq
(X
d
X q )]
忽略PCu时：Tem
m1 0
(E0)U sin
m1
U2 (
1
Xd
20
2、磁场F和磁通Φ
F Faq F f 1 Fad aq 0 ad
arctan I N X q U sin U cos
E 0 E 0 I d X d U cos
14
6.4 同步电动机的功率和转矩 1、同步电动机的功率平衡和转矩平衡的关系
Xd
1 )sin 2
Xq
17
Id I sin;Iq I cos;Usin IqXq E0 Ucos Id Xd
进一步得
Pem
m1
E0U sin
Xd
m1
U2 2
(1 Xq
1 Xd
)sin2
式中；第一项为基本电磁功率；第二项为附加 电磁功率。
18
arctaINnXqUsin Ucos
12
2、电枢等效电路及矢量方程 1）电动势平衡方程
U E E RaI E E0 Ea;E jX I Ea Eaq Ead; Eaq jXaqIq Ead jXadId I Id Iq Xa Xaq Xad 同步电抗：Xd X Xad;Xq X Xaq
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由图 6。4 可得：
P1 Pem PCu m 1UI cos
Pem P 2 P0 P 2 P Fe P mec P
P1 PCu m 1 E I cos i
和
分别为输入功率因数和
i
内功率因数。
2 、转矩平衡关系
电磁转矩：
T em
5
6.2.2 同步电动机的铭牌数据和用途
6.2.2铭牌数据 1、额定功率PN 2、额定转速Nn 3、额定电压UN 4、额定电流IN 5、额定频率fN 6、额定功率因数cosφN 7、额定效率η N=PN/UNIN cosφN√3
6
6.2.2 同步电动机的分类和用途 1、分类 A、按用途分类 1）同步电动机----拖动 2）同步发电机---发电 3）调相机。改善电网功率因数。 B、按相数分类 1）单相和两相 2）三相
3
2、三相同步电动机的工作原理结构（凸极 式或永磁式结构）
4
3、三相同步电动机的理论原理
当三相同步电动机的定子绕组加上三交流电源，电源的频率为f1，磁极 对数为p；转子绕组加 上直流励磁电压、电流，转子磁极产生N-S磁场。定 子磁场吸引，转子磁场，使二者同步旋转。同步转p
调相机和发电机。
9
6.3 同步电动机的电磁关系 6.3.1 同步电动机的电枢(定子)反应 1、什么叫电枢反应？ 同时将电枢电流I的磁场对同步电动机恒定
不变磁场在气隙中的影响，称为该同步 电动机的电枢反应。 2、电枢反应的作用和影响 1）设电枢电流为I，电枢反应产生的电动 势与每相电枢绕组的合成气隙的电动势 为E0，
T2 T0
P em 0
负载转矩：
T2
P2 0
;
为同步角度速。
0
空载转矩：
T0
P0 0
P Fe
P mec 0
P
16
6.4.2电磁功率和电磁转矩的关系
1、凸极式同步电动机
1）电磁功率：
Pem m1E I cosi;i为E与I的相位角。
E cosi EQ cos
E0 IdXd UcosXdINsinU3Ncos
19
2、隐极式同步电动机
1）由向量图得电磁功率为：
P em m 1 E I cos i ; E cos i E 0 cos
所以：
P em
m（1
E
）
0
I
cos
由于： X d X q X t X X X a
7
C、按旋转部件分类 1）转磁式(定子不转,转子转) 2）转枢式(定子转,转子不转) D、按磁极分类 1）凸极式 2）隐极式 3）永磁式 4）有换向式和无换向式 E、按轴向位置 分类 1）卧式。2）立式
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F、按冷却方式分类 1）气冷。2）液体、3）水、油 7、用途：大型水泵。离心机。通风机。
小型电钟。记录仪。电影机械。复印机。陀螺。传真机。 录音机。搅拌机。
第6章同步电动机
6.1 同步电动机的基本工作原理 6.2 同步电动机的主要结构及用途 6.3 同步电动机的电磁关系 6.4 同步电动机的功率和转矩 6.5 同步电动机功率因数的调节 6.6 同步电动机的的起动
1
序 1、什么是同步电动机？ 三相定子交流磁场旋转速度和转子的旋转
速度与方向完全相同的电动机和发电机， 都属同步电机。 序 2、同步电动机有什么用途？
P em
（ m1
E
） 0U
Xt
sin
2 )电磁转矩表达式
1）发电厂的交流发电机都属同步电机 2）大功率机械的调速，小功率的同步电动
机用于计时、测量、录音、搅拌、印刷 机、压缩机、雷达。同步调相。
2
6.1-6.2 同步电动机的基本工作原理和结构 1、同步电动机的基本结构：如下图：它有转子绕线式和永磁两种结构。转子 绕线式同步电动机由定子、定子三相绕组、转子、转子绕组线圈等组成。定子 三相绕组用于产生旋转磁场。转子绕组线圈加上直流电源为转子励磁，产生直 流磁场，定子三相绕组用于产生旋转磁场吸引转子励极，使转子与定子旋转磁 场同步运行。
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2）当I和E0(合成电动势)同相时，有 交轴反应
3）当I超前-E0时。直轴反应起去磁作 用。
4）当I滞后-E0时，直轴反应起增磁作 用。
5）当I F0 I<2 I fH I sinΨ时电枢反应 是去磁的.(F0是电磁力)
6) 只要有交轴反应,反应后相位总要发 生变化.
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6.3.2 同步电动机的电动势平衡方程 1、电枢等效电路及矢量图
EQ E0 Id (X d X q )
所以Pem m1[E0I cos Id Iq (X d X q )]
2)电磁转矩
Tem
m1 0
[(E0)I
cos
Id
Iq
(X
d
X q )]
忽略PCu时：Tem
m1 0
(E0)U sin
m1
U2 (
1
Xd
20