LFChun 制作 大连理工大学电气工程系 第 6 章 同步电机的电力拖动 6.1 三相同步电动机的机械特性 6.2 三相同步电动机的起动 6.3 三相同步电动机的调速 6.4 三相同步电动机的制动 *6.5 开关磁阻电动机 第 6 章 同步电机的电力拖动 6.1 三相同步电动机的机械特性 6.2 三相同步电动机的起动 6.3 三相同步电动机的调速 6.4 三相同步电动机的制动 *6.5 开关磁阻电动机 电机与拖动 返回主页 大连理工大学电气工程系 6.1 三相同步电动机的机械特性 负载变化时,同步电动机怎样调节? 同步电动机的过载能力 同步电动机能否在异步转速下运行? 同步电动机的机械特性 第6 章 同步电动机的电力拖动 大连理工大学电气工程系 S N S N n0 同步电动机能否在异步转速下运行? 6.1 三相同步电动机的机械特性 S N S N S N S N N S S N 转子上产生的电磁转矩的平均值为零。 ① 如果 0<θ<?M 。 a 点: T = TL+T0, n = n0 ,? = ?a 。 假设 TL ? ,则 TL+T0>T → n ? →? ? →T ? →··· → b 点:T = TL+T0 , n = n0 ,? = ?b>?a 。 ② 如果 ?M<θ<180o 。 c 点:当TL ? 时, TL+T0>T → n ? →? ? →T ? 大连理工大学电气工程系 a 负载变化时,同步电动机怎样调节? 6.1 三相同步电动机的机械特性 O Pe / T θ 90o PeM (TM) TL c →n ?? →? ?? →失步。 b 大连理工大学电气工程系 同步电动机的过载能力 αMT = TM TN 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): = 1 sin?N TM TN = 2 ~ 2.5 ※ 三相隐极同步电动机: ※ If ? →PeM ? →过载能力? 。 6.1 三相同步电动机的机械特性 大连理工大学电气工程系 同步电动机的机械特性 当 f1 = 常数时,关系 n = f (T) 称为机械特性。 O T n n0 TN TM ※ 特点: 斜率? = 0, 硬度? =∞。 —— 绝对特硬性。 6.1 三相同步电动机的机械特性 大连理工大学电气工程系 6.2 三相同步电动机的起动 三相同步电动机的主要缺点是自身没有起 动转矩,即 TST= 0 。因此无法自己起动。 1. 拖动起动法 2. 异步起动法 3. 变频起动法 第6 章 同步电动机的电力拖动 大连理工大学电气工程系 1. 拖动起动法 6.2 三相同步电动机的起动 三相同步电动机 磁极对数:p 功率: PN 辅助电动机 磁极对数:p 功率:(10% ~ 20%) PN 异步机 同步机 大连理工大学电气工程系 起动 运行 2. 异步起动法 起动过程: (1) 异步起动: 励磁绕组不能 开路、不能短路, 需接限流电阻: RS≈( 8 ~ 12 ) Rf (2) 牵入同步 笼型起动绕组 3 ~ Q1 + Uf - RS Q2 电刷 滑环 6.2 三相同步电动机的起动 大连理工大学电气工程系 3. 变频起动法 3 ~ 变频电源 Q f 由零 逐渐缓 慢增加 50 Hz N S S N 6.2 三相同步电动机的起动 大连理工大学电气工程系 6.3 三相同步电动机的调速 同步电动机的转速 调速方法 —— 变频调速。 60 f1 p n = n0 = 2. 自控式变频调速 1. 他控式变频调速 第6 章 同步电动机的电力拖动 大连理工大学电气工程系 U1 f1 = 常数 以隐极同步电动机为例,有下面的关系 U1 E0 Xs ? TM = 3 E0 = 4.44 kw1 N1 f1Φ0 Xs = Xa+X? = 2? f1 (La+L?) = 2? f1Ls 1. f1< fN 时,要保持 2? 60 ? = n 2? 60 = 60f1 p = 2? f1 p 一、 他控式变频调速 6.3 三相同步电动机的调速 大连理工大学电气工程系 整理后得 3 2? 2 ? TM = pkw1N1 Ls U1 f1 Φ0 结论: ① 在恒定励磁时, U1 f1 若保持 = 常数, 则可以保持调速时过载能力不变。 ② 调节 If 实现过载能力和功率因数的调节。 ③ 当 f1 降得较低时,R1的影响不可忽略, TM 将 随着 f1 的降低而降低。为了保持过载能力不 变,应适当提高 U1 与 f1 的比值。 6.3 三相同步电动机的调速 大连理工大学电气工程系 2. f1>fN 时,要保持 U1 = UNP 不变 U1 f1 若保持 = 常数, 则 U1>UNP,这是不允许 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 f1 ? TM 基本不变。 If ? 6.3 三相同步电动机的调速 大连理工大学电气工程系 (1) 调速范围广。 (2) 调速方向: f1 ? → n ? , f1 ? → n ? 。 (3) 调速的平滑性好,为无级调速。 (4) 调速的稳定性好,静差率 ? = 0。 (5) 调速的经济性:初期投资大,运行费用不大。 (6) 调速时的允许负载:f1<fN 时为恒转矩调速, f1>fN 时为恒功率调速。 3. 调速性能 O T n TL n0 ' f1 ' n0 " f1 " a b 6.3 三相同步电动机的调速 < 大连理工大学电气工程系 二、自控式变频调速 采用自控式变频调速的同步电动机称为自控 式同步电动机,又称为无换向器电动机。 (1) 直流自控式同步电动机 (直流无换向器电动机) (2) 交流自控式同步电动机 (交流无换向器电动机) 整 流 器 逆 变 器 3~ + Uf - 恒压恒频 CVCF DC 变压变频 VVVF 位置检测器 控制信号 直流无换向器 电动机示意图 6.3 三相同步电动机的调速 大连理工大学电气工程系 6.4 三相同步电动机的制动 一般三相同步电动机只能采用能耗制动。 3 ~ 运行 Q 制动 M 3~ Rb 第6 章 同步电动机的电力拖动 大连理工大学电气工程系 *6.5 开关磁阻电动机 第6 章 同步电动机的电力拖动 1 4
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