NTD78N03R-1G同步发电机的主要运行特性,同步发电机的外特性。是指同步发电机在转速、励磁电流和负载功率因数都不变的条件下,端电压随负载电流变化的关系,如图9-64所示。同步发电机的外特性与变压器的外特性相同,即与负载的性质有关,此处不再赘述。

同步发电机的调节特性。在保持发电机转速和负载功率因数不变的情况下,为保持发电机端电压不变而调节励磁电流随负载电流变化,工者之间的关系叫同步发电机的调节特性,如图9-65所示。对于电阻性、电感性负载,应随负载电流的增大而增加励磁电流;对于电容性负载,则应随负载电流的增大而减小励磁电流。

三相同步电动机,基本结构 与同步发电机相同,但转子一般采用凸极式结构。

工作原理 对称三相定子绕组通人对称三相正弦交流电产生旋转磁场,转子励磁绕组通人直流电产生与定子极数相同的恒定磁场,同步电动机就是靠定、转子之间异性磁极的吸引力由旋转磁场带动磁性转子旋转的。在理想空载的情况下,定、转子磁极的轴线重合。带上一定负载时,气隙问的磁力线将被拉长,使定子磁极超前转子磁极一个q角,如图9-66所示。这个ε角称为功角,在一定范围内,e角越大,磁力线拉得越长,电磁转矩就越大。负载一定时,若增大励磁电流,ε角将减小。如果负载过重,ε角过大,则磁力线会被拉断,同步电动机将停转,这种现象称为同步电动机的“失步”。只要同步电动机的过载能力允许,采图9-66同步电动机工作原理,用强行励磁是克服同步电动机“失步”的有效方法。

同步电动机的启动,同步电动机不能自行启动。当定子绕组接通电源时,旋转磁场立即产生并高速旋转。转子由于惯性,根本来不及跟着旋转。当定子磁极迅速越过转子磁极时,前后两次作用在转子磁极上的磁力大小相等、方向相反、间隔时间极短,平均转矩为零,因此不能自行启动。

同步电动机的启动方法,辅助电动机启动法。用辅助电动机带动同步电动机转动达到接近同步转速时再脱离辅助电动机投人正常运行。因使用设备多,.操作复杂,现已基本不采用。

异步启动法。在转子上装有笼型启动绕组。启动时将励磁绕组与一个10倍于励磁电阻的附加电阻连接成闭合回路。当旋转磁场作用于笼型启动绕组使转子转速达到同步转速的95%时,迅速切除附加电阻,通人励磁电流,使转子迅速拉人同步运行。当同步电动机处于同步运行时,笼型启动绕组不再起作用。

同步电动机的主要运行特性,机械特性。同步电动机的转速不因负载变化而变化,只要电源频率一定,就能严格维持转速不变,这种机械特性叫“绝对硬特性”。

转矩特性。由于转速恒定,同步电动机的输出转矩与其从电网吸收的电磁功率

成正比。当机械负载增加时,电动机电流直线上升,只要不超过同步电动机的过载能力,就能稳定运行。

过载能力。过载系数入m=tm/tn.通常同步电动机额定运行时,入m=2~3,而功

角q=20度~30度。如果tl>tm,则ε迅速增大,导致失步;如果强行励磁,则定子电流剧增,严重过载,将烧毁电动机。

功率因数调节特性。当机械负载一定时,我们可以调节励磁电流,使定子电流达到最小值。由于输人功率P1=3u1i1cos♀,其中P1、u1都一定,F1的改变必然伴随cos♀的变化.当i1最小时,必定是cosq=1最大,同步电动机相当于纯电阻负载,这种情况称为正常励磁,简称正励。当励磁电流减小时,功角ε增大,电流J1增大,且r1滞后u1,同步电动机相当于电感性负载,这种情况称为不足励磁,简称欠励。当励磁电流从图9-67同步电动机的功率因数正励增大时,功角e减小,电流F1也增大,但r1超前调节特性 u形曲线u1,同步电动机相当于电容性负载,这种情况称为过度励磁,简称过励。这种保持负载不变,定子电流r1随转子励磁电流年变化的特性叫功率因数调节特性,如图9-67所示。当负载变化时,又可画出另一条曲线。由于这种特性曲线形状如“U”字,故称为U形曲线。在过励区,同步电动机相当于电容性负载,这对于提高电网的功率因数十分有利,因此同步电动机通常都工作在过励区。

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