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什么是交流同步电动机?交流同步电动机特点有哪些?

发布日期:2012-12-07 12:25:29 来源:互联网 查看次数: 文字大小 【

  交流同步电动机是一种恒速驱动电动机,其转子转速与电源频率保持恒定的比例关系,被广泛应用于电子仪器仪表、现代办公设备、纺织机械等。同步电动机是属于交流电机,定子绕组与异步电动机相同。它的转子旋转速度与定子绕组所产生的旋转磁场的速度是一样的,所以称为同步电动机。正由于这样,同步电动机的电流在相位上是超前于电压的,即同步电动机是一个容性负载。为此,在很多时候,同步电动机是用以改进供电系统的功率因数的。

  转子转速与定子旋转磁场的转速相同的交流电动机。其转子转速n与磁极对数p、电源频率f之间满足n=60f/p。转速n决定于电源频率f,故电源频率一定时,转速不变,且与负载无关。具有运行稳定性高和过载能力大等特点。常用于多机同步传动系统、精密调速稳速系统和大型设备(如轧钢机)等。

  1.永磁同步电动机永磁同步电动机属于异步启动永磁同步电动机,其磁场系统由一个或多个永磁体组成,通常是在用铸铝或铜条焊接而成的笼型转子的内部,按所需的极数装镶有永磁体的磁极。定子结构与异步电动机类似。

  当定子绕组接通电源后,电动机以异步电动机原理起动动转,加速运转至同步转速时,由转子永磁磁场和定子磁场产生的同步电磁转矩(由转子永磁磁场产生的电磁转矩与定子磁场产生的磁阻转矩合成)将转子牵入同步,电动机进入同步运行。

  磁阻同步电动机磁阻同步电动机也称反应式同步电动机,是利用转子交轴和直轴磁阻不等而产生磁阻转矩的同步电动机,其定子与异步电动机的定子结构类似,只是转子结构不同。

  磁阻同步电动机是同笼型异步电动机演变来的,为了使电动机能产生异步起动转矩,转子还设有笼型铸铝绕阻。转子上开设有与定子极数相对应的反应槽(仅有凸极部分的作用,无励磁绕组和永久磁铁),用来产生磁阻同步转矩。根据转子上反应槽的结构的不同,可分为内反应式转子、外反应式转子和内外反应式转子,其中,外反应式转子反应槽开地转子外圆,使其直轴与交轴方向气隙不等。内反应式转子的内部开有沟槽,使交轴方向磁通受阻,磁阻加大。内外反应式转子结合以上两种转子的结构特点,直轴与交轴差别较大,使电动机的力能较大。磁阻同步电动机也分为单相电容运转式、单相电容起动式、单相双值电容式等多种类型。

  2.磁滞同步电动机磁滞同步电动机是利用磁滞材料产生磁滞转矩而工作的同步电动机。它分为内转子式磁滞同步电动机、外转子式磁滞同步电动机和单相罩极式磁滞同步电动机。

  内转子式磁滞同步电动机的转子结构为隐极式,外观为光滑的圆柱体,转子上无绕组,但铁心外圆上有用磁滞材料制成的环状有效层。

  定子绕组接通电源后,产生的旋转磁场使磁滞转子产生异步转矩而起动旋转,随后自行牵入同步运转状态。在电动机异步运行时,定子旋转磁场以转差频率反复地磁化转子;在同步运行时,转子上的磁滞材料被磁化而出现了永磁磁极,从而产生同步转矩。

  特点

  作电动机运行的同步电机。由于同步电机可以通过调节励磁电流使它在超前功率因数下运行,有利于改善电网的功率因数,因此,大型设备,如大型鼓风机、水泵、球磨机、压缩机、轧钢机等,常用同步电动机驱动。低速的大型设备采用同步电动机时,这一优点尤为突出。此外,同步电动机的转速完全决定于电源频率。频率一定时,电动机的转速也就一定,它不随负载而变。这一特点在某些传动系统,特别是多机同步传动系统和精密调速稳速系统中具有重要意义。同步电动机的运行稳定性也比较高。同步电动机一般是在过励状态下运行,其过载能力比相应的异步电动机大。异步电动机的转矩与电压平方成正比,而同步电动机的转矩决定于电压和电机励磁电流所产生的内电动势的乘积,即仅与电压的一次方成比例。当电网电压突然下降到额定值的80%左右时,异步电动机转矩往往下降为64%左右,并因带不动负载而停止运转;而同步电动机的转矩却下降不多,还可以通过强行励磁来保证电动机的稳定运行。

  结构同步电动机的结构和同步发电机基本相同,转子也分凸极和隐极。但大多数同步电动机为凸极式。安装形式也分卧式和立式。为了解决同步电动机的启动问题,在其转子上一般装有起动绕组。它还可以在运行中抑制振荡,故又称阻尼绕组。除了上述传统结构外,还有一种无滑动接触的爪极式转子结构。以6极电机为例,在转轴上相向地装上两组爪形磁极。一组在爪盘上沿轴向向右伸出3个极身;另一组反向安装在右边,使爪盘上沿轴向向左伸出3个极身。两组磁极的极性相反。磁极的外圆周表面装配后,不再象一般凸极电机那样呈圆瓦面,而是楔形瓦面,即一端的极弧较另一端长,整个转子形状如图。励磁绕组装在两侧磁轭外缘。它产生的磁通经过N、S极间的侧向主气隙gm、转子和定子间的轴向气隙g1和g2,再经端盖和机座而闭合,如图中虚线所示。为防止磁通经转轴短路,转轴应采用非磁性钢;或把转轴分成3段,中间一段为非磁性钢。这种结构的主要优点是旋转部分没有绕组,也无集电环和电刷之间的滑动接触,故运行可靠,绝缘结构简单,维修也方便。但它的主磁路长且有较多气隙,使励磁所需功率增大;电机外壳有强磁性,这会引起轴承发热;而转轴也必须采用隔磁措施。因此这种电机并未获得普遍推广,只在某些特殊场合下使用,一般容量不超过几百千瓦。

  起动同步电动机仅在同步转速下才能产生平均的转矩。如在起动时立即将定子接入电网而转子加直流励磁,则定子旋转磁场立即以同步转速旋转,而转子磁场因转子有惯性而暂时静止不动,此时所产生的电磁转矩将正负交变而其平均值为零,故电动机无法自行起动。要起动同步电动机须借助其他方法,主要有以下两种方法。①异步起动法:在电动机主磁极极靴上装设笼型起动绕组。起动时,先使励磁绕组通过电阻短接,而后将定子绕组接入电网。依靠起动绕组的异步电磁转矩使电动机升速到接近同步转速,再将励磁电流通入励磁绕组,建立主极磁场,即可依靠同步电磁转矩,将电动机转子牵入同步转速。②辅助电动机起动法:通常选用与同步电动机同极数的感应电动机(容量约为主机的10~15%)作为辅助电动机,拖动主机到接近同步转速,再将电源切换到主机定子,励磁电流通入励磁绕组,将主机牵入同步转速。

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责任编辑:unkown
标签: 电动机 交流同步电动机 同步电动机 交流同步电动机特点
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