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1、周次第15周早节 名称6-1同步电动机的工作原理授课 方式理论课（V）；实验课（）； 实习（）教学 时数2学时教学目的 及要求要求掌握：1同步电动机的工作原理；2.同步电动机的电磁转矩。教学内容提要时间分配1同步电动机的工作原理；2.同步电动机的电磁转矩。第一次课：1 第二次课：2,教学重点与难点同步电动机的工作原理讨论练习和作业讨论：为什么n-nl时，转子通直流电的异步电动机 可以实现同步运转？教学手段多媒体与其它方式结合参考资料1）电机与拖动基础刘启新中国电力出版社2）电机与拖动基础宋银宾机械出版社3）电机与电力拖动顾绳谷合肥工业出版社4）电机原理及拖动彭鸿才机械工业出版社第六章常用同步电
2、动机前言：同步电机是一种交流电机，主要作发电机使用；也可作电动机和调相机（专 门用于电网的无功补偿）使用；同步电机定义：同步电机转速n与定子电流频率f和极对数p保持严格不变的关系，即n60 fP主要内容：电枢反应；有功和无功调节；并联运行；不对称和突然短路6.1同步发电机的基本结构和运行状态1. 旋转磁极式.定子-放置三相交流绕组1转子-放置励磁绕组（主磁极）J凸极式L隐极式2旋转电枢式定子-放置励磁绕组（主磁极）转子-放置三相交流绕组（需三个滑环引出或引入三相电流）一、同步电机基本结构（一）隐极同步电机（以汽论发电机为例）特点:转速高为保证频率f=50Hz,则发电机的极对数P少 （一般为二极
3、,2P=2）.离心力大，需细长转子（隐极式）r 0.5mm硅钢片叠压而成定子铁心 J大型电机由扇型片拼成圆形1. 定子 I矩形开口槽，径向，轴向通风道.定子绕组-三相双层绕组，扁铜线绕制而成,采用成型线圈 外壳-用钢板焊接而成2. 转子 （1）由合金钢锻成，与转轴制成一个整体，外园开槽，大齿和小齿 （2 ）励磁绕组为同心式绕组（3）采用高强度铝合金槽楔,端部采用保护环固定 3滑环（集电环）与电刷装置.（二）凸极同步电机特点:转速低为保证f=50Hz,则需发电机的极对数P增大为保证放置P对磁极，则需转子的直径大.1. 定子 : 定子铁心-硅钢片叠成,直径可达20多米,矩形开口槽.定子绕组-双层绕
4、组2. 转子: 凸极式铁心由厚钢板叠成励磁绕组由扁铜线绕制而成 阻尼绕组（起动绕组）-由铜条和端环构成，用于同步电动机异步起动.二、同步电机的运行状态1. 稳态运行情况下，定转子磁场相对静止2. 功率角-定子合成磁场轴线与主极磁场（转子磁场）轴线之间夹角（用电角度表 示）3. 三种运行状态（1）发电机运行 物理过程:直流电流一电刷一滑环一励磁绕组一磁场原动机拖动转子 绕组感应三相交流电动势（频率为f p ）,接入负载后,60三相对称电流，定子旋转磁场以n1旋转. 特点:功率角0（即主极磁场超前定子合成磁场）2转子受到制动性质的电磁转矩Te3f* n ,为保证f=50Hz恒定，需保证n恒定，应输
5、入转矩T1与11Te平衡.（2）补偿机运行状态（或空载运行状态）当 =0时一Te=O 物理过程:转子同发电机运行状态，-主极磁场以n旋转1定子接入三相对称电源-定子合成磁场以n旋转1 特点:1=0.（主磁场与定子合成磁场重合）2电机内没有有功功率转换（3）电动机运行当 0时一Te（即主机磁场滞后定子合成磁场 物理过程:定子接三相电源-定子合成磁场以n旋转1转子接直流电源-恒定磁场，去掉原动机. 特点:10外施T2fffTe f （与T2+T0平衡）保证n= n =常数13转子转速n= n=60f/p,即当f 一定,p 定时,n恒定.三. 同步电机的励磁方式四额定值1额定容量S (或额定功率P)
6、-指输出功率发电机用视在功率(KVA)或有功功率NN电动机用有功功率(KW)表示一补偿机用无功功率(Kvar)表示2. 额定电压U定子线电压(V)N3. 额定电流I 定子线电流(A)N4其他：COS Q .n ,f ,n,0 ,U ,I 等N N N， N N fN fN三相同步电动机p =3u I n cosqNN N NN6.1同步电动机的工作原理一、三相异步电动机的同步运行n=n1时，异步电动机12=0.此时转子绕组通直流电时，转子就会建立相对于转子本 身精致的磁场(恒定)。由于定转子磁场转速相同，因此相对静止。根据同性相斥、 异性相吸的原则，就可以是一台异步电动机实现同步运行。：二、三
7、相同步电动机的工作原理：周次第16周早节 名称6-1同步电动机的工作原理授课 方式理论课（V）；实验课（）； 实习（）教学 时数2学时教学目的 及要求要求掌握：1同步电动机的工作原理；2.同步电动机的电磁转矩。教学内容提要时间分配1同步电动机的工作原理；2.同步电动机的电磁转矩。第一次课：1 第二次课：2，教学重点与难点同步电动机的工作原理讨论练习和作业同步电动机的时如何进行功率因数调节的？教学手段多媒体与其它方式结合参考资料1）电机与拖动基础刘启新中国电力出版社2）电机与拖动基础宋银宾机械出版社3）电机与电力拖动顾绳谷合肥工业出版社4）电机原理及拖动彭鸿才机械工业出版社、同步电动机的电磁功率
8、的公式:1电压方程：隐极机：U - E0 + R IM + j IM凸极机:U 二 E 0 + RaIM +jIdMXd+ jIqM2.电磁功率：凸极机:sin 8sm25em厂E U 隐极机：P 二mi sm 5emxMt3. 电磁转矩方程：P = P + P4功率平衡：P 二 P1 + P + p + p + pemFe mec adf 2四、同步电动机的V形曲线和功率因数调整Pemxt=常数；Eo sin5 =常数【Mcos m =常数1三种激磁状态：正常激磁状态：I与U同相，申=0,cos申=1,吸有功P, Q=0； 过激运行状态：I超前U，吸有功P,吸容性Q （发感性Q）； 欠激运行
9、状态：I滞后U，吸有功P,吸感性Q （发容性Q）；2.V形曲线:*结论：同步电动机最可贵的优点，调f可改变它的无功输出。五、同步电动机的起动异步起动法其他起动方法五、同步补偿机1. 目的：补偿无功功率的不足；2. 同步补偿机运行实质：运行于同步电动机（空载）状态；3. 同步补偿机定义：是一种专门设计的无功功率发电机，更确切地说是一种不带机 械负载（即空载运行）的同步电动机。4三种激磁状态：正常激磁状态E二U :过激运行状态EU ；0 0 欠激运行状态EU ；05.同步补偿机特点：同步调相机的额定容量是指在过激状态时的额定视在功率; 由于轴上不带负载，调相机的转轴比同容量的电动机的轴细； 提供感性无功，激磁线圈截面大，损耗也较大，通风冷却； 起动：异步电动机或辅助电动机法。
