NTD78N03R-1G同步發(fā)電機的主要運行特性,同步發(fā)電機的外特性。是指同步發(fā)電機在轉(zhuǎn)速、勵磁電流和負載功率因數(shù)都不變的條件下,端電壓隨負載電流變化的關(guān)系,如圖9-64所示。同步發(fā)電機的外特性與變壓器的外特性相同,即與負載的性質(zhì)有關(guān),此處不再贅述。

同步發(fā)電機的調(diào)節(jié)特性。在保持發(fā)電機轉(zhuǎn)速和負載功率因數(shù)不變的情況下,為保持發(fā)電機端電壓不變而調(diào)節(jié)勵磁電流隨負載電流變化,工者之間的關(guān)系叫同步發(fā)電機的調(diào)節(jié)特性,如圖9-65所示。對于電阻性、電感性負載,應(yīng)隨負載電流的增大而增加勵磁電流;對于電容性負載,則應(yīng)隨負載電流的增大而減小勵磁電流。

三相同步電動機,基本結(jié)構(gòu) 與同步發(fā)電機相同,但轉(zhuǎn)子一般采用凸極式結(jié)構(gòu)。

工作原理 對稱三相定子繞組通人對稱三相正弦交流電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場,轉(zhuǎn)子勵磁繞組通人直流電產(chǎn)生與定子極數(shù)相同的恒定磁場,同步電動機就是靠定、轉(zhuǎn)子之間異性磁極的吸引力由旋轉(zhuǎn)磁場帶動磁性轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的。在理想空載的情況下,定、轉(zhuǎn)子磁極的軸線重合。帶上一定負載時,氣隙問的磁力線將被拉長,使定子磁極超前轉(zhuǎn)子磁極一個q角,如圖9-66所示。這個ε角稱為功角,在一定范圍內(nèi),e角越大,磁力線拉得越長,電磁轉(zhuǎn)矩就越大。負載一定時,若增大勵磁電流,ε角將減小。如果負載過重,ε角過大,則磁力線會被拉斷,同步電動機將停轉(zhuǎn),這種現(xiàn)象稱為同步電動機的“失步”。只要同步電動機的過載能力允許,采圖9-66同步電動機工作原理,用強行勵磁是克服同步電動機“失步”的有效方法。

同步電動機的啟動,同步電動機不能自行啟動。當定子繞組接通電源時,旋轉(zhuǎn)磁場立即產(chǎn)生并高速旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子由于慣性,根本來不及跟著旋轉(zhuǎn)。當定子磁極迅速越過轉(zhuǎn)子磁極時,前后兩次作用在轉(zhuǎn)子磁極上的磁力大小相等、方向相反、間隔時間極短,平均轉(zhuǎn)矩為零,因此不能自行啟動。

同步電動機的啟動方法,輔助電動機啟動法。用輔助電動機帶動同步電動機轉(zhuǎn)動達到接近同步轉(zhuǎn)速時再脫離輔助電動機投人正常運行。因使用設(shè)備多,.操作復(fù)雜,現(xiàn)已基本不采用。

異步啟動法。在轉(zhuǎn)子上裝有籠型啟動繞組。啟動時將勵磁繞組與一個10倍于勵磁電阻的附加電阻連接成閉合回路。當旋轉(zhuǎn)磁場作用于籠型啟動繞組使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速達到同步轉(zhuǎn)速的95%時,迅速切除附加電阻,通人勵磁電流,使轉(zhuǎn)子迅速拉人同步運行。當同步電動機處于同步運行時,籠型啟動繞組不再起作用。

同步電動機的主要運行特性,機械特性。同步電動機的轉(zhuǎn)速不因負載變化而變化,只要電源頻率一定,就能嚴格維持轉(zhuǎn)速不變,這種機械特性叫“絕對硬特性”。

轉(zhuǎn)矩特性。由于轉(zhuǎn)速恒定,同步電動機的輸出轉(zhuǎn)矩與其從電網(wǎng)吸收的電磁功率

成正比。當機械負載增加時,電動機電流直線上升,只要不超過同步電動機的過載能力,就能穩(wěn)定運行。

過載能力。過載系數(shù)入m=tm/tn.通常同步電動機額定運行時,入m=2~3,而功

角q=20度~30度。如果tl>tm,則ε迅速增大,導(dǎo)致失步;如果強行勵磁,則定子電流劇增,嚴重過載,將燒毀電動機。

功率因數(shù)調(diào)節(jié)特性。當機械負載一定時,我們可以調(diào)節(jié)勵磁電流,使定子電流達到最小值。由于輸人功率P1=3u1i1cos♀,其中P1、u1都一定,F1的改變必然伴隨cos♀的變化.當i1最小時,必定是cosq=1最大,同步電動機相當于純電阻負載,這種情況稱為正常勵磁,簡稱正勵。當勵磁電流減小時,功角ε增大,電流J1增大,且r1滯后u1,同步電動機相當于電感性負載,這種情況稱為不足勵磁,簡稱欠勵。當勵磁電流從圖9-67同步電動機的功率因數(shù)正勵增大時,功角e減小,電流F1也增大,但r1超前調(diào)節(jié)特性―u形曲線u1,同步電動機相當于電容性負載,這種情況稱為過度勵磁,簡稱過勵。這種保持負載不變,定子電流r1隨轉(zhuǎn)子勵磁電流年變化的特性叫功率因數(shù)調(diào)節(jié)特性,如圖9-67所示。當負載變化時,又可畫出另一條曲線。由于這種特性曲線形狀如“U”字,故稱為U形曲線。在過勵區(qū),同步電動機相當于電容性負載,這對于提高電網(wǎng)的功率因數(shù)十分有利,因此同步電動機通常都工作在過勵區(qū)。

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