同步电动机及励磁

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三相同步电动机的结构
• 转极（旋转磁极）式同步电机 • 转枢式同步电机
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同步电机的特点
➢ １转速恒定。 在运行过程中，只要电源频率一定，同步电 动机的转速不随负载大小而改变，负载的变 动只是使其功角发生变化。负载增加时功角 变大，负载转矩或阻转矩大到使电动机功角 超过极限时，电动机失步。
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——指由于电路异常情况引起的并使结温超 过额定结温的不重复性最大正向过载电流
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➢ 3. 动态晶参数闸管的主要参数
除开通时间tgt和关断时间tq外，还有： (1) 断态电压临界上升率du/dt
指在额定结温和门极开路的情况下，不导致晶 闸管从断态到通态转换的外加电压最大上升率 ➢ 在阻断的晶闸管两端施加的电压具有正向的上升
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学习思路
• 旋转电机－三相异步电机原理－三相同步电机－ 异步起动法－如何牵入同步－－需要直流－励磁 －整流电路－装置原理，，维护，，调试。
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同步电动机
• 同步电动机是交流电机（同步电机）的一种类型 ，它的转速与电源频率之间有着恒定的同步关系 。n=60f/p
• 以同步电动机为例： • 额定转速200r/min 额定频率50Ｈz • P=60×50÷200=15 • 说明：P为磁极对数。
• 图2
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晶闸管的结构与工作原理
➢ 外形有螺栓型和平板型两种封装 ➢ 引出阳极A、阴极K和门极（控制端）G三个联接端
➢ 对于螺栓型封装，通常螺栓是其阳极，能与散热器紧 密联接且安装方便
➢ 平板型封装的晶闸管可由两个散热器将其夹在中间
G KK
A A G
a)
A
G
P1 N1 P2 N2
J1 J2 J3
• 目前，励磁采用wwww生产的型微机全控励磁 装置。该装置是以电力电子技术、现代控制理论 与微机技术相结合的新一代励磁调节控制装置。
• 我们本次学习就以该装置进行讲述
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直流电从哪里来？
在我们o站电源使用的是交流电。而励磁需要的是直 流电。那直流电是怎么来的呢？这就需要整流。
整流电路是一种将交流电能转变为直流电能的转换 电路。 整流二极管可以实现这种转换，但它的输出量仅与 电路形式及输入交流电压有关，输出量不可变。 无法满足我们的要求。 但由晶闸管组成的可控整流电路却可以实现。
• 为完成这个过程通常采用一下方法： 异步启动法 调频启动法 用辅助电动机启动法
但大部分同步电动机采用异步启动法。
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异步启动法
• 主要依靠在定子投入电网后磁极极靴上的启 动绕组（阻尼绕组）中的感应电流与定子磁
场间的产生的异步转矩来进行启动的。此时 或短接起来。 在短接时，短接的励磁绕组中会流入较大的 感应电流，这个电流与定子三相旋转磁场相 互作用而产生的转矩，使得电动机的合成转 矩在一半同步转速附近变小，出现最小转矩
➢
3) 倍
通数态的（额峰定值通）态电平压均U电T流M—时—的晶瞬闸态管峰通值以电某压一。规定
➢ 通件常的取额晶定闸电管压的。U选D用RM时和，UR额RM定中电较压小要的留标有值一作定为裕该量器, 一般取额定电压为正常工作时晶闸管所承受峰值电压 2~3倍
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晶闸管的主要参数
➢ 2. 电流定额 1) 通态平均电流 IT(AV) 额定电流----晶闸管在环境温度为40C和规定的冷却状态 下，稳定结温不超过额定结温时所允许流过 的最大工频正弦半波电流的平均值。 ➢使用时应按实际电流与通态平均电流有 效值相等的原则来选取晶闸管 ➢应留一定的裕量，一般取1.5~2倍
力相应异步电动机的大， • 异步电动机的转矩与端电压的二次方成正比而
同步电动机如果它的励磁电流不受电网电压影响 ，其转矩只是随端电压的一次方成正比。
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同步电机的特点
• 当电网电压降低或电动机果负载时，同步电动机 的励磁一般能自动调节，实行强励来保证运行的 稳定性。
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同步电动机的启动
• 同步电动机的启动就是同步电动机自接入电网直 至转子达到同步转速的过程。
K b)
K G
A c)
图1-6 晶闸管的外形、结构和电气图形符号 a) 外形 b) 结构 c) 电气图形符号
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螺栓式可控硅
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平板式可控硅
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➢ 1. 电压定晶额闸管的主要参数
➢ 1为) 额断定态值重时复，峰允值许电重压复U加DR在M—器—件在上门的极正断向路峰而值结温电 压。
➢ 2) 反向重复峰值电压URRM—— 在门极断路而结温 为额定值时，允许重复加在器件上的反向峰值电 压。
同步电机的特点
➢ ２功率因数可调。同步电动机可以通过调节其励 磁电流，在超前的功率因数下运行，因而，有利 于改善电网的功率因数。
➢ ３效率高。异步电动机功率因数较低，因此，效 率也低。而相应同步电动机的效率则较高。尤其 在低速同步电动机这一点更明显。
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同步电机的特点
➢ ４运行稳定性高。 • 在超前功率因数下运行的同步电动机其过载能
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➢ 2) 维持电流晶IH闸管的主要参数
——使晶闸管维持导通所必需的最小电流 ➢ 一般为几十到几百毫安，与结温有关，结温越高
，则IH越小 ➢ 3) 擎住电流 IL
—— 晶闸管刚从断态转入通态并移除触发信 号后， 能维持导通所需的最小电流 ➢ 对同一晶闸管来说，通常IL约为IH的2~4倍
➢ 4) 浪涌电流ITSM
，即单轴力矩效应。所以，启动时励磁绕组 中应串联一个电阻值约是5-10倍励磁绕组电 阻值的启动电阻器。以限制感应电流，提高 最小转矩，且能提高牵入转矩。
• 异步启动时，定子电流可达到额定值的6~7倍
。
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微机励磁技术
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什么叫励磁：
• 励磁——同步电机运行时，在励磁绕组（电机转 子绕组）中通入直流电流建立磁场的过程，称为 励磁。这个直流电流称为励磁电流。而供给电流 的整个系统称为励磁系统。
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晶闸管简介
• 晶闸管又叫可控硅。它是由四层半导体材料组成 的，有三个PN结，对外有三个电极〔图2(a)〕： 第一层P型半导体引出的电极叫阳极A，第三层P 型半导体引出的电极叫控制极G，第四层N型半导 体引出的电极叫阴极K。从晶闸管的电路符号〔 图2(b)〕可以看到，它和二极管一样是一种单方 向导电的器件，关键是多了一个控制极G，这就 使它具有与二极管完全不同的工作特性。