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同步电动机运行特性(同步电动机负载特性)

来源:www.xrdq.ne   时间:2023-01-03 18:41   点击:245  编辑:admin   手机版

1. 同步电动机负载特性

1、设计上的区别

同步电机和异步电机最大的区别在于它们的转子速度与定子旋转磁场是否一致,电机的转子速度与定子旋转磁场相同,叫同步电机,反之,则叫异步电机。另外,同步电机与异步电机的定子绕组是相同的,区别在于电机的转子结构。异步电机的转子是短路的绕组,靠电磁感应产生电流。而同步电机的转子结构相对复杂,有直流励磁绕组,因此需要外加励磁电源,通过滑环引入电流;因此同步电机的结构相对比较复杂,造价、维修费用也相对较高。

2、无功方面的区别

相对于异步电机只能吸收无功,同步电机可以发出无功,也可以吸收无功。

3、功能、用途上的区别

同步电机转速与电磁转速同步,而异步电动机的转速则低于电磁转速,同步电机不论负载大小,只要不失步,转速就不会变化,异步电动机的转速时刻跟随负载大小的变化而变化。同步电机的精度高、但造工复杂、造价高、维修相对困难,而异步电机虽然反应慢,但易于安装、使用,同时价格便宜。所以同步电动机没有异步电机应用广泛。同步电机多应用于大型发电机,而异步电机几乎应用在电动机场合

2. 异步电机的负载特性

一般情况下,自耦变压器的抽头也就只有65% 和80%两组供你使用,没有那么多抽头供选择。需要较大的启动转矩接到80%,启动转矩不大时接到65%。

负载转矩比电机额定转矩小,电机可以正常启动,如果负载转矩比电机转矩大出很多,那么电机肯定起不来,会堵转,电流会很大。

电机在额定工况下,带额定负载,基本上所有工况都会达到额定要求。至于电机转速,由于是异步电动机,转速肯定会受负载的影响而变化。例如空载时转差率小,基本可以达到将近同步转速,满载时转速定会下降。

3. 同步电机的负载特性

同步电机优点:同步电动机的功率因数可以调节,在不要求调速的场合,应用大型同步电动机可以提高运行效率。

应用场合:同步电机还可以接于电网作为同步补偿机。这时电机不带任何机械负载,靠调节转子中的励磁电流向电网发出所需的感性或者容性无功功率,以达到改善电网功率因数或者调节电网电压的目的。

4. 同步电动机负载特性分析

励磁同步电机的车优点是:

①用励磁体取代绕线式同步电机转子中的励磁绕组,从而省去了励磁线圈、集电环和电刷,以电子换相实现无刷运行,结构简单,运行可靠。

②励磁同步电机车的转速与电源频率间始终保持准确的同步关系,控制电源频率就能控制电动机的转速。

③励磁同步电机具有较硬的机械特性,对于因负载的变化而引起的电动机转矩的扰动具有较强的承受能力,瞬间最大转矩可以达到额定转矩的3倍以上,适合在负载转矩变化较大的工况下运行,适合电动汽车的起动加速。

④励磁同步电机转子为永久磁铁,无需励磁,因此电机可以在很低的转速下保持同步运行,调速范围宽。

⑤励磁同步电机与异步电机相比,不需要无功励磁电流,因而功率因数高,定子电流和定子铜耗小,效率高。

⑥体积小,质量小。近些年来随着高性能永磁材料的不断应用,永磁同步电机的功率密度得到很大的提高,与同容量的异步电机相比,体积和重量都有较大的减少,适合电动汽车空间有限的特点。

励磁同步电机的车缺点是:

①由于同步电动机转子为永磁体,无法调节,必须通过加定子直轴去磁电流分量来削弱磁场,这会增大定子的电流,增加车电动机的铜耗。

②励磁同步电机的磁钢价格较高。

5. 同步发电机负载特性

(1)铁芯叠片松弛,当发电机运转时铁芯产生振动而损坏绝缘;铁芯片个别地方绝缘受损伤或铁芯局部过热,使绝缘老化,就按原计划条中的方法进行处理. (2)铁芯片边缘有毛刺或检修时受机械损伤.应用细锉刀除去毛刺,修整损伤处,清洁表面,再涂上一层硅钢片漆. (3)有焊锡或铜粒短接铁芯,应刮除或凿除金属熔接焊点,处理好表面. (4)绕组发生弧光短路,也可能造成铁芯短路,应将烧损部分用凿子清除后,处理好表面.

6. 同步电动机负载特性曲线

从性能上看,永磁同步电机在瞬态仍然可以保证较高的效率(95% 左右),同时有着更大的功率密度,因此适用于频繁起停的工况以及较小的乘用车布置空间。而感应电动机胜在成本低、可靠性更高,同时稳态的效率也不错(大部分工况 85%~90% 以上),因而在高速路网发达的工况以及较大的乘用车布置空间的条件下,感应电机可以满足需求。

交流异步电机是由定子绕组组成的旋转磁场与转子绕组中感应电流的磁场相互作用而产生电磁转扭驱动转子旋转的交流电动机。

交流异步电机的转子滞后于现场速度,所以它的转子必须比磁场旋转得更慢。转子与定子旋转磁场以相同的方向、不同的转速旋转,存在转差率,这样可以感应转子电流,产生扭矩以驱动附加的负载,同时克服内部损耗。

7. 同步电动机负载特性有哪些

同步发电机的外特性一般指在内电势不变的情况下,负载电流变化时,发电机机端电压变化的曲线,主要是测试发电机的纵轴同步电抗,也就是发电机的内阻抗,是同步发电机带负载能力的重要指标。

但现在同步发电机多采用可控硅快速励磁和阻尼绕组,其纵轴同步电抗多为暂态值,远远小于稳态值。此外由于励磁系统的调节作用,外特性是可以人工制造出来,可以是正的或负的,正的外特性就是机端电压随负载电流增长而降低,负的就是机端电压随负载电流增长而提高,一般励磁系统都可以在正负15%的范围内调节。绝缘配合:电气一次系统的电压防护水平,在发生雷击、操作过电压的情况下,常规的变压器、发电机、线路的绝缘水平是不足以对抗的,需要避雷器、电容等的元件进行保护,避雷器动作值、动作时延和主设备的元件绝缘耐压能力尤其是冲击耐压能力之间的配合,就称为绝缘配合,要求是避雷器必须赶在主设备绝缘破坏之前动作,在有多个绝缘水平不等的元件时,还必须为不同的元件配备不同的绝缘保护元件,这些保护元件的配合也是个大问题。

8. 异步电动机负载

1)额定转矩。在额定电压、额定频率、额定负载下,三相异步电动机转轴上产生的电磁转矩称为异步电动机的额定转矩。额定功率相同的三相异步电动机,转矩与转速成反比,转速越低,转矩就越大;又由于转速与磁极数成反比,所以,定子绕组的极数越多,转速就越低,转矩也就越大。

三相异步电动机转矩的大小与旋转磁场的磁通、转子电流的有功分量成正比,与外加电压的平方成正比,所以当外加电压变化时,三相异步电动机的电磁转矩就会有很大的变化。例如,电源电压降低到额定电压的70%时,电磁转矩仅为额定转矩的49%。由于存在这一特性,因此应特别注意防止三相异步电动机在启动和运行中电压过低、转矩大幅度下降而造成三相异步电动机烧毁的现象。

(2)启动转矩。在额定电压下,三相异步电动机刚启动时所输出的电磁转矩称为启动转矩(又称堵转转矩),它是衡量三相异步电动机启动性能的重要技术指标之一。启动转矩一般都用它与额定转矩的倍数来表示,常用三相异步电动机的启动转矩为额定转矩的1.0~2.2倍。

启动转矩大,则三相异步电动机的加速度大,启动过程短,同时说明带重负载启动的能力强。所以启动转矩大,启动性能就好。反之,若启动转矩小,则三相异步电动机不易启动或启动时间长,如果启动转矩小于负载转矩,三相异步电动机就不能启动。所以, 三相异步电动机的启动转矩不能小于一定的范围。

(3)最大转矩。三相异步电动机从启动到正常运行的过程中,电磁转矩是不断变化的,其中有一个最大值,称为最大转矩,它是衡量三相异步电动机短时过载能力和运行稳定性的一个重要指标。最大转矩一般也用它与额定转矩的倍数来表示,常用三相异步电动机的最大转矩为额定转矩的1.7~2.5倍。

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