同步电机启动
同步电动机的工作原理和启动方法
§ 同步电动机的工作原理和启动方法
一、同步电动机的工作原理 1．同步电动机转动原理 当同步电动机接到三相电源上，对称三相
定子绕组通入三相对称交流电流后，在气隙中 将产生旋转磁场，其转速为同步转速，旋转方 向由电源相序决定。
同步电动机的励磁绕组通过集电环和电刷 接到励磁电源上，流入直流电流后，产生转子 磁极。
三相同步电机
分析的结论： 旋转磁场磁极轴线与转子磁极轴线之间夹角θ 只有在0°<θ<90° 时，同步电动机才能拖动负载正常工作。 当负载过大时，会使θ大于90°，同步电动机不能产生拖动性质 的电磁转矩，转子转速要逐步下降，直至为零，发生同步电动机失步。 发生失步现象时，同步电动机的定子电流会迅速上升，应尽快切断电 源，以免损坏电动机。 由于θ的大小与同步电动机所带负载大小有关，同步电动机产生 的电磁功率也就和θ 的大小有关，所以称θ 为功角。
同步电动机中旋转磁场与 转子磁场θ=0°时示意图
三相同步电机
当θ>90°时，转子磁极的S极就进入到旋转磁场N极下， 旋转磁场与转子磁极相同性质的磁极之间产生排斥力，使转子 产生与旋转磁场旋转方向相反的电磁转矩，同步电动机也不能 带动负载工作。
当θ=180°时，旋转磁场磁极轴线与转子磁极轴线重合， 但是转子磁极的N极在旋转磁场N极下，相同性质的磁极只 产生排斥力，也不能产生拖动转子旋转的电磁转矩。
但也不能将励磁绕组直接短接，否则会使同步电动机的转速无法上 升到接近同步转速，使同步电动机不能正常启动。
同步电动机中旋转磁场与 转子磁场示意图
三相同步电机
2. 失步现象 如果θ=0°时，旋转磁场N 极与转子磁极S极产生的吸引力F处于 转子磁极的轴线上，不产生切向的磁拉力，电磁转矩T为零。如果是 理想空载情况，旋转磁场可以带动转子以同步转速旋转。
同步发电机启动方法
同步发电机启动方法同步发电机是一种常见的发电设备，它通常用于大型发电厂和工业领域。
为了确保发电机能够正常运行，正确的启动方法是非常重要的。
下面我们来介绍一下同步发电机的启动方法。
首先，同步发电机的启动需要考虑到以下几个方面：1. 供电系统的准备，在启动同步发电机之前，需要确保供电系统的准备工作已经完成。
这包括检查主电源线路、开关和保护设备是否正常运行，以及确保发电机的连接线路和断路器处于正常状态。
2. 同步发电机的机械准备，在启动发电机之前，需要检查发电机的机械部件，确保转子和定子之间的间隙、轴承和润滑系统都处于良好状态。
这样可以确保发电机在启动时能够顺利运转。
3. 同步发电机的电气准备，在启动发电机之前，需要对发电机的电气系统进行检查，包括检查发电机的绝缘电阻、励磁系统和同步开关等电气设备。
在进行发电机启动时，一般会采用以下几种方法：1. 冷态启动，在冷态启动时，发电机是处于停机状态的，需要通过外部的动力源来启动。
这种方法适用于发电机长时间停机后的启动，需要较长的时间来达到额定运行状态。
2. 热态启动，在热态启动时，发电机是处于运行状态的，可以通过励磁系统来实现重新启动。
这种方法适用于短时间停机后的启动，可以快速实现发电机的重新运行。
3. 并网启动，在并网启动时，发电机需要与电网同步运行。
这种方法适用于需要将发电机接入电网进行发电的情况，需要确保发电机与电网同步运行，以确保电网的稳定运行。
总的来说，同步发电机的启动方法需要根据具体情况来选择，需要考虑到机械、电气和供电系统的准备工作，以确保发电机能够安全、稳定地运行。
在进行发电机启动时，需要严格按照操作规程进行操作，以确保人员和设备的安全。
同步电动机启动原理与励磁系统分析
同步电动机启动原理与励磁系统分析摘要：对于同步电动机而言，它的起动方法有好几种，例如：辅助电动机起动法、变频起动法和异步起动法。
而异步起动法就是同步电动机在转子上装有类似感应电动机笼型绕组的起动绕组（即阻尼绕组），电动机转子由磁极冲片叠片而成的磁极、圆筒磁轭等组成，磁极设有横、纵阻尼绕组。
当电动机接通电源后，便能产生异步转矩起动电动机到接近同步转速，然后设法将电动机牵入同步。
大多数同步电动机都是采用此方法起动的。
本文对同步电动机启动原理与励磁系统进行分析，以供参考。
关键词：同步机；启运原理；励磁分析引言压缩空气储能（Ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ-Ａｉｒ-Ｅｎｅｒｇｙ-Ｓｔｏｒａｇｅ，ＣＡＥＳ）是一种具有储能容量大、使用周期长、响应速度快等优点的大规模储能技术方案，同时较电池储能更加安全可靠，较抽水蓄能不那么依赖于地理环境，近年来引起国内外大型企业及研究机构的高度关注，国内也相继建成多个集成示范项目。
其中压缩空气储能环节，因为压缩机空气流量及出口压力一般都比常规压缩机要大很多，及在项目装机容量和建设规模的要求，所以一般选择大型同步电动机作为压缩机的驱动。
同时，同步电动机也以其优异的功角特性及良好的性能在动力拖动中有着广泛的应用。
1永磁同步电动机控制方法简述永磁同步电动机控制方法主要采用变频调速方法。
交流电动机的变频调速系统主要控制形式分为开环控制和闭环控制。
比较2种控制方式，因永磁同步电动机在开环控制方式下无法将电机转子位置信号和电机运行的实际速度信号作为实时反馈信号，易出现电机运行失步和突然停车等问题，从而造成永磁同步电动机退磁故障，所以开环控制的变频调速系统并不适用于永磁同步电动机。
为精确得到电机的转子位置信息和电机运行速度信息，实现永磁同步电动机的闭环控制，目前主要采用的方法是在电机的转轴上安装高精度的传感器。
其中，电梯行业常见的传感器主要为光电编码器来检测电机的转子位置信息和电机转速。
FOC控制是一种使用变频器来控制三相交流电机的技术。
同步电机启动方法
同步电机启动方法
嘿，你知道同步电机咋启动不？同步电机启动可有讲究啦！先说说它的启动步骤吧。
得先检查电机各部件是否完好，这就像出门前得检查下自己装备齐不齐一样重要。
然后给电机通电，让它慢慢加速。
这过程就好比汽车起步，得稳稳当当的。
启动的时候有啥注意事项呢？那可不少！一定要确保电源稳定，不然就像开车在路上突然没油了，那可麻烦大了。
还得注意电机的温度，别让它过热，不然就像人发烧了一样，会不舒服的。
同步电机启动过程中的安全性和稳定性那是相当重要。
要是不安全，那不是给自己找麻烦嘛！稳定性就像走钢丝的人手里的平衡杆，能让电机稳稳地运行。
那同步电机都用在啥场景呢？工厂里可常见啦！它的优势也很明显，效率高、功率因数高，就像一个能干的大力士，能扛起很多重任。
给你说个实际案例吧。
有个工厂用了同步电机，那生产效率蹭蹭往上涨。
以前用别的电机的时候，总是有点力不从心，现在可好啦，就像给工厂加了个超级引擎。
同步电机启动方法得当，那就是工厂的好帮手。
它能让生产更高效，让设备运行更稳定。
所以，一定要掌握好同步电机的启动方法哦！。
同步电机启动与转速设置
同步电动机中旋转磁场与 转子磁场θ=0°时示意图
当θ>90°时，转子磁极的S极就进入到旋转磁场N极下， 旋转磁场与转子磁极相同性质的磁极之间产生排斥力，使转子 产生与旋转磁场旋转方向相反的电磁转矩，同步电动机也不能 带动负载工作。
当θ=180°时，旋转磁场磁极轴线与转子磁极轴线重合， 但是转子磁极的N极在旋转磁场N极下，相同性质的磁极只 产生排斥力，也不能产生拖动转子旋转的电磁转矩。
分析的结论： 旋转磁场磁极轴线与转子磁极轴线之间夹角θ 只有在0°<θ<90° 时，同步电动机才能拖动负载正常工作。 当负载过大时，会使θ大于90°，同步电动机不能产生拖动性质 的电磁转矩，转子转速要逐步下降，直至为零，发生同步电动机失步。 发生失步现象时，同步电动机的定子电流会迅速上升，应尽快切断电 源，以免损坏电动机。 由于θ的大小与同步电动机所带负载大小有关，同步电动机产生 的电磁功率也就和θ 的大小有关，所以称θ 为功角。
三相定子绕组中感应电动势变化频率与同步发电机转子磁极对 数和转速有关。其关系式为：
同步发电机的工作原理图
三、汽轮发电机和水轮发电机简介
汽轮发电机的转子
水轮发电机的转子
运行中的汽轮发电机
运行中的水轮发电机
三峡水电机组
正在吊装的三峡电站水轮发电机组转子图片
三峡电站厂房内景图片
同步发电机的励磁方式和并联运行
一、同步发电机的励磁方式简述
同步发电机的励磁方式就是指直流励磁电流的产生及流进励磁绕 组的方式。 传统的励磁方式都是采用直流发电机作为励磁电源的直流励磁 机励磁系统。 伴随半导体整流技术的发展，产生了新的励磁方式，即用硅整 流装置将交流电转变成直流电后，提供励磁的整流器励磁系统。
直
同步电动机的启动方法
同步电动机的启动方法同步电动机是目前最常见的一种电动机，被广泛应用于工业和商业机械的驱动和控制系统。
因为其具有精度高、可靠性高的特点，同步电动机的启动非常重要。
本文将从以下几个方面介绍同步电动机的启动方法：启动类型、启动电路、启动控制、启动程序和启动保护。
一、启动类型同步电动机的启动有多种类型，主要有软启动、硬启动、直接启动和静止启动四种。
1、软启动：是指在同步电动机启动之前，将它的定子电流慢慢从零点开始升高，到接近电机额定电流的时候，再采用定子电流的方式将它的转速慢慢提升到额定转速，这种方式适用于启动扭矩大、负载重的同步电动机。
2、硬启动：是指将同步电动机的定子电流从零点直接升至额定电流，再采用定子电流的方式将它的转速提升到额定转速，这种方式适用于启动扭矩小、负载轻的同步电动机。
3、直接启动：是指在同步电动机启动之前，将它的定子电流直接升高到电机额定电流，再采用定子电流的方式将它的转速提升到额定转速，这种方式适用于启动扭矩较小的同步电动机。
4、静止启动：是指在定子电流升到额定电流之前，定子电压保持静止，再采用定子电压的方式将它的转速提升到额定转速，这种方式适用于启动扭矩较大的同步电动机。
二、启动电路同步电动机的启动电路一般由可控硅控制的控制电路、启动电源、启动电动机、启动开关和电压调节器等组成。
1、控制电路：启动电路的核心是可控硅，它负责控制同步电动机的定子电流的升降，也可以控制启动电动机的电流的大小。
2、启动电源：通常由电池或电源变压器供电，对启动电动机的转速有影响，同时也需要能够充分满足启动电动机的能量需求。
3、启动电动机：由起动绕组和定子绕组组成，负责提供同步电动机的转矩以及转速升降。
4、启动开关：负责控制启动电动机的逆变开关，它确保电路可以顺利通过启动电动机，并确保电路不会在启动后损耗能量。
5、电压调节器：负责控制同步电动机的定子电压，确保在启动后定子电压可以保持稳定，同时也可以调整同步电动机的运行转速。
§9—3同步电动机的工作原理和启动方法
§9—3同步电动机的工作原理和启动方法工作原理
同步电动机是一种交流电机，其工作原理是由于同步电动机内绕组的磁场和转子磁场的引力作用，使转子的转速始终与定子绕组引起的频率相同，而电机的输出功率主要取决于转子的转速。
启动方法
同步电动机的启动方法：
1、励磁启动法：即利用定子绕组引起的磁场，在转子上施加相同频率的磁场，使转子受到引力，从而达到启动的目的。
2、软启动法：采用调速器对电流进行调整，使转子的转速与定子频率相匹配，从而实现软启动。
3、前进反作用法：利用另外一台牵引机的转子的转子来带动被牵引机的转子转动，从而实现同步电动机的启动。
4、滑移法：采用滑移法，通过对定子电流进行调整，使转子的转速慢慢的跟上定子频率，从而实现同步电动机的启动。
5、直接启动法：采用直流电源供电，直接启动电机的转子，实现同步电动机的启动。
同步电动机的启动方法虽然有上述几种，但其应用的实际情况仍然受制于所使用的电源电压类型和启动的功率、定子功率、运行频率等方面的制约。
只有选择适当的启动方法，才能保证同步电动机达到高效、可靠、安全的运行。
同步电机启动方法
同步电机启动方法
同步电机启动方法有以下几种：
1. 直接启动方法：即将电机三相绕组直接连接到电网，通过一次性投入电源将电机启动。
这种方法通常用于小型同步电机的启动，不需要额外的控制设备，操作简单。
2. 频率启动方法：通过改变电机供电频率的方法来控制同步电机的启动和停止。
启动时，通过降低电源频率来减小电机转速，待电机转速达到额定值后再恢复到正常频率。
这种方法可以实现平滑启动，减小启动过程中的电流冲击，适用于大型同步电机。
3. 可变频率启动方法：使用可变频率调速器来控制同步电机的启动，通过改变电源频率和电压的比例来控制电机的转速。
可变频率启动可以实现平稳启动，避免过大的启动电流冲击，并且可以根据实际需求进行精确的调速控制。
4. 自励启动方法：利用同步电机的激磁电压来启动电机。
在启动过程中，先通过外部电源提供一段时间的励磁电流，使电机产生自激磁电压，然后将励磁电源切断，让电机自行运行。
这种启动方法适用于同步电机需要在无电网供电的环境下启动的情况。
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同步电机启动困难的原因：
当同步电机在频率恒定的电源下启动时，定子产生旋转磁动势F 以同步转速p
N n f n 601=旋转。
由于机械惯性的作用，电动机转速具有较大的滞后，不能快速的跟随同步转速；由电机的转矩角特性可以知道：转矩角是以2π为周期按正弦规律变化的。
当转矩角0<θ<π时，电磁转矩大于零；当转矩角π<θ<2π时电磁转矩小于零，在一个周期内，电磁转矩的平均值等于零。
所以在启动时，电磁转矩对转子的作用是一种高频的振动，不能使转子加速启动以达到同步转速，造成同步电机的启动困难。
同步电机稳定运行要求：
由隐极同步电机的转矩角特性图可以知道，当同步电机稳定运行于1θ时，此
时0<1θ<2
π电磁转矩和负载转矩平衡，当负载加大时，转子速度减慢，转子的感应电动势滞后，导致θ角的增大，此时电磁转矩也会增大，电磁转矩与负载转矩在 2θ处达到了新的平衡，同步电机仍以同步转速稳定运行。
图1 在0<θ<2
π隐极同步电机的转矩角特性
图2 在2
π<θ<π隐极同步电机的转矩角特性
当同步电机运行于3θ时，2
π<3θ<π，电磁转矩和负载转矩相等，当负载转矩加大时，转子速度减慢，转子的感应电动势滞后，导致θ角的增大，此时电磁
转矩会减小，电磁转矩减小，导致转矩角的进一步增大，则电磁转矩持续减小，最终电机的转速会偏离同步转速，就会导致失步。
总之，在，2
π< <π范围内，同步电机不能稳定的运行，会产生失步现象。
失步现象：
同步电动机运行时，定子磁场拖动转子磁场旋转。
两个磁场之间存在着一个固定的力矩，这个力矩的存在是有条件的，必须两者的转速要相等，即同步才行， 所以这个力矩也称为同步力矩 。
一旦两者的速度不相等 , 则同步力矩就不存在了，电机就会慢慢停下来。
这种转子速度与定子磁场不同步，而造成同步力矩消失 , 转子慢慢停下来的现象，称为“失步现象”。
为什么失步时，电动机就没有旋转力矩呢？因为当转子与定子磁场不同步的话 , 两者的相对位置就会起变化，即转矩角就会变化。
当转子落后定子磁场角度在转矩角0 ～ 180°度时定子磁场对转子产生的是驱动力；当转矩角180° ～ 360°时，定子磁场对转子产生的是阻力，所以平均力矩为零。
引起同步电机失步的原因：欠励失步、过励失步、断电失步。
○
1欠励失步 欠励失步主要是因为转子的励磁回路发生断路或者是接触不良、励磁绕组发生匝间短路、励磁系统发生故障等，导致同步电机的励磁绕组欠励磁或者是失去励磁，就会导致转子磁场滞后旋转磁场很大角度导致同步电机不能稳定运行，发生失步。
○
2过励失步 过励失步主要是由于相邻出线端头短路故障、附近大型机组或机组群起动或自起动引起母线电压较长时间较大幅度的降低、电动机所带负载的大幅度突增以及起动过程中励磁系统过早投励等原因所引起。
电机在过励失步时，励磁系统虽仍有直流励磁，但励磁电流及定子电流都很大并且产生强烈脉振，转子磁场超前旋转磁场很大角度，有时甚至产生电磁共振和机械共振。
○
3断电失步 断电失步主要是由于外部供电系统跳闸及人工切换电源时，使交流电机供电电源输送渠道短暂中断而导致。
在电源中断又重新恢复期间，同步电动机转子转速不断降低，电源重新恢复时，转子磁场的转速低于定子磁场的同步转速。
导致失步。
怎么解决同步电机的失步问题：
同步电机的失磁是导致失步很重要的原因，为了防止失磁，可以在励磁机电源回路串联EPS 专门供电，防止外部大功率设备启动引起电网电压大幅波动。
同步电动机失步保护的功能是保护电动机的带励失步及失励失步，要求电动机失步后保护装置动作，作用于发信号、降低电动机负载及灭磁以求恢复同步，或者作用于跳开电动机的断路器。
当前常见的电动机失步保护主要根据电动机失步时在其励磁绕组中出现交流感应电流分量，并加转子低电流闭锁或加延时构成的失步保护。
怎么解决同步电机的启动困难：
○1同步电机的异步启动原理
同步电机转子磁极表面上一般要安装阻尼绕组，作用相当于鼠笼型电机的导条，在起动过程中会产生异步转矩所不同的是同步电机还要考虑励磁控制问题，在异步起动时，励磁回路中不能接入励磁电流，但励磁绕组也不能开路，通常是将其励磁绕组经由一个电阻短接。
随着频率的升高当电机在异步转矩作用下加速到一定转速后，用开关将同步电机由起动装置切换到电网，同步电机需加速到亚同步转速以上时，再对励磁绕组通以直流电流，产生同步转矩，将电机牵入同步运行，起动过程结束。
缺点：在大容量的同步电动机全压异步启动过程中会产生极大的冲击电流，可能导致对电机本身严重损害及电网电压的严重下降。
一般采用减压启动。
另外，考虑到同步电机运行中的各种工况，在启动过程中可能会由于励磁系统配合不当产生“机组爬行，机组振荡”，对机组造成严重的电气伤害等风险，通常采取软启动方式来避免过大的电流对电机及电网的巨大冲击。
○2同步电机的同步启动原理
一般采用变频启动，这种方法通过改变定子旋转磁场转速，利用同步转矩来起动。
在开始起动时，转子通入直流，然后使变频电源的频率从零缓慢上升，逐步增加到额定频率，使转子的转速随着定子旋转磁场的转速而同步上升，直到额定转速。
这种方法起动性能好，起动电流小，对电网冲击小，但是需要专门的变频电源，增加了投资。