同步电动机
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同步电动机是一种交流电动机,转子旋转速度与所提供交流电的角频率相同。原理是在转子励磁绕组中通以直流电流后电机内产生转子磁场,从而使电动机转子旋转。
同步电动机的转子主要为电磁铁或永久磁铁,使用永久磁铁的称为永磁同步电动机,若有电路提供转子电源的,即属于双馈型电动机。同步电动机的定子所产生的旋转磁场吸引转子磁场的异极,使转子随著定子磁场旋转,在稳定状态下,将以相同的速度旋转。
同步电动机的特点是转速固定,不受电源电压的影响。只要电动机的负载低于其最大转矩,转速也不会受负载的影响。因此小型的同步机可以应用在电子时钟、工业用定时器,或是要求精确等速的系统如磁带录音机、伺服机构。由于这种特性,同步电动机只能通过使用变频器调整电动机的电源频率来进行调速。
无载的同步机即是同步调相机(Synchronous Condenser),其电流相位超前于电压,为一个电容性负载。因此,若一供电系统的负载为落后功率因数,可以使用无载的同步电动机来改进其功率因数,但此方法的运作成本十分高。现在,电力公司可使用静止无功补偿器(Static VAR Compensator)来提供无功功率。
类型
[编辑]电励磁式
[编辑]电励磁同步电机不能自动启动,所以在转子上还装有鼠笼式绕组而作为电动机启动之用,结构与异步电动机相似。电动机旋转之后,其速度慢慢增高到稍低于旋转磁场的转速,此时转子磁场线圈经由直流电来激励,使转子上面形成一定的磁极,这些磁极就企图跟踪定子上的旋转磁极,这样就增加电动机转子的速率直至与旋转磁场同步旋转为止。
永磁无刷
[编辑]永磁同步马达(permanent-magnet synchronous motor,缩写:PMSM)是指一种转子用永久磁铁代替绕线的同步马达。
磁阻式
[编辑]磁阻马达(Reluctance motor)可以再细分为同步磁阻马达(Synchronous reluctance motors,缩写:SynRM)和切换式磁阻马达(Switched Reluctance Motor,缩写:SRM)。
转速
[编辑]或以角速度表达:
其中
- 是交流电流的频率(Hz)
- 是磁极数量
- 是每对磁极数量()
稳定性极限
[编辑]电动机
[编辑]其中
- 是转矩
- 是转矩角
- 是最大转矩
这里
如果负载增加,转矩角会增加。当转矩角达到90度,转矩达到最大值。如果负载再增加,电机将会失去同步状态。[1][2]
发电机
[编辑]如果是发电机,则变成
其中
- 是发电机与电网电压的相差(若相差是零,即两者电压相同,没有电流和功率输出)
参考资料
[编辑]参见
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