同步电机:用途、启动方法及工作原理

电机是一种把电能转换成机械能的机电装置。根据输入类型,我们将其分为单相和三相电动机。

最常见的3个相位电机类型同步电机感应电动机。当三相电导体被放置在特定的几何位置(即相互之间以特定的角度)时,就会产生电流电场是生成的。旋转磁场以一定的速度旋转同步速度

如果有电磁铁在里面旋转磁场,电磁铁用该旋转磁场磁性锁定,并以相同的旋转场旋转。

这就是术语同步电动机来自,随着电动机转子的速度与旋转磁场相同。

它是一个固定速度电机,因为它只有一个速度,即同步速度。此速度与供电频率同步。同步速度由:

哪里:

  • n =同步速度(在rpm - 即每分钟的轮换
  • f =供电频率(在赫兹
  • p =杆的数量

同步电动机的构造

通常,它的结构几乎类似于一个三相感应电动机,除了事实,这里我们供应直流转子,其原因我们将在稍后解释。现在,让我们先来看看这种电机的基本结构。从上图中可以清楚地看出我们是如何设计这种类型的机器的。定子采用三相电源,转子采用直流电源。

同步电机的主要特点

  1. 同步电机本质上不是自从的。它们需要一些外部手段,使其速度接近同步速度,然后再进行同步。
  2. 操作速度与供应频率同步,因此对于恒定的供电频率,它们的行为与负载条件无关
  3. 这种电动机具有在任何电功率因数下工作的独特特性。这使得它被用于电力因数改进。

运行原理同步电动机

同步电动机是一款双重激励机,即提供两个电气输入。它的定子绕组由我们提供三相绕组的三相电源,以及转子绕组的DC。

承载3相电流的3相位定子绕组产生3相旋转磁通量。携带直流电源的转子也产生恒定的磁通量。考虑到50 Hz功率频率,从上述关系中,我们可以看到3相旋转通量在1分钟内旋转约3000次旋转,或在1秒内旋转。

在一个特定的瞬间,转子和定子的极性可能是相同的(N-N或S-S)对转子产生排斥力,而在下一个瞬间,N-S将对转子产生吸引力。但由于转子自身的惯性,由于引力或斥力的作用,它无法向任何方向旋转,转子处于静止状态。因此,同步电机不是自动启动。

在这里,我们使用一些机械装置,该机械装置最初将转子沿与磁场相同的方向旋转,以速度非常接近同步速度。在实现同步速度时,发生磁锁,即使在移除外部机械手段之后,同步电机也继续旋转。

但由于转子自身的惯性,由于引力或斥力的作用,它无法向任何方向旋转,转子处于静止状态。因此,同步电机不是自动启动。

在这里,我们使用一些机械装置,该机械装置最初将转子沿与磁场相同的方向旋转,以速度非常接近同步速度。在实现同步速度时,发生磁锁,即使在移除外部机械手段之后,同步电机也继续旋转。

同步电动机启动方法

  1. 电机启动与外部原动机:同步电动机是用机械方式与另一台电动机相连的。它可以是三相感应电动机或者直流分流电机。在这里,我们最初不适用直流励磁。它以非常接近其同步速度的速度旋转,然后我们提供直流励磁。经过一段时间,磁锁磁锁将供应到外部电机被切断。
  2. 阻尼器绕组在这种情况下,同步电动机是凸起的杆式,额外的绕组放置在转子杆面上。最初,当转子不旋转时,阻尼器绕组和旋转气隙通量之间的相对速度大,并且在其上引起EMF,其产生所需的起动扭矩。随着速度接近同步速度,EMF和扭矩降低,最后发生磁锁定时;扭矩还减少到零。因此在这种情况下,同步电机首先运行三相感应电动机使用额外的绕组,最后它与频率同步。

同步电动机的应用

  1. 用无负载连接在轴上的同步电机功率因数改进。由于它能在任何功率因数下工作,所以常用于静态电力系统中电容器是昂贵的。
  2. 同步电机找到应用程序速度较少(约500 rpm)和高功率。对于35千瓦至2500千瓦的电源要求,相应的三相感应电动机的尺寸,重量和成本非常高。因此,这些电动机优选使用。往复泵,压缩机,轧机等
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