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標(biāo)題: 同步電動(dòng)機(jī)原理 [打印本頁(yè)]

作者: 電子黑 時(shí)間: 2016-6-29 23:26
標(biāo)題: 同步電動(dòng)機(jī)原理
　　Synchronous Motor Principle
三相交流電動(dòng)機(jī)是用三相交流電產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)來(lái)帶動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的，有關(guān)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生原理在前面已作介紹，在這里只介紹電機(jī)轉(zhuǎn)子是如何在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下旋轉(zhuǎn)的。
永磁交流同步電動(dòng)機(jī)
最簡(jiǎn)單的方法是在產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的空間放一永久磁鐵，該磁鐵就會(huì)跟著磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)了。下圖就是這樣一個(gè)永久磁鐵轉(zhuǎn)子。

永久磁鐵轉(zhuǎn)子
把永久磁鐵轉(zhuǎn)子放在能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的定子鐵芯中，它將會(huì)跟隨旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)一致，故稱之為同步電動(dòng)機(jī)，下圖便是一個(gè)永磁同步電動(dòng)機(jī)模型的示意圖。

永磁同步電動(dòng)機(jī)模型
下面是該三相交流同步電動(dòng)機(jī)模型的動(dòng)畫(huà)截圖，為看清線圈與磁力線，定子與轉(zhuǎn)子用半透明顯示。動(dòng)畫(huà)中有輸入三相電流的變化波形，有旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與跟著旋轉(zhuǎn)的永磁轉(zhuǎn)子。

永磁同步電動(dòng)機(jī)動(dòng)畫(huà)截圖
請(qǐng)觀看永磁轉(zhuǎn)子同步電動(dòng)機(jī)原理模型3D動(dòng)畫(huà)
永磁轉(zhuǎn)子同步電動(dòng)機(jī)原理3D動(dòng)畫(huà)

這個(gè)三相交流同步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)只有一對(duì)磁極，永磁轉(zhuǎn)子也是一對(duì)磁極，轉(zhuǎn)速與交流電源相同，用50周的交流電供電時(shí)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速是每秒50轉(zhuǎn)。
電勵(lì)磁交流同步電動(dòng)機(jī)
實(shí)際上的三相交流同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子多數(shù)是電勵(lì)磁的，轉(zhuǎn)子上有勵(lì)磁繞組，用直流勵(lì)磁電源產(chǎn)生固定磁場(chǎng)，下圖是一個(gè)電勵(lì)磁三相交流同步電動(dòng)機(jī)原理模型旋轉(zhuǎn)動(dòng)畫(huà)的截圖。

電勵(lì)磁三相交流同步電動(dòng)機(jī)模型
請(qǐng)觀看三相交流同步電動(dòng)機(jī)原理3D動(dòng)畫(huà)
三相交流同步電動(dòng)機(jī)原理3D動(dòng)畫(huà)

該三相交流同步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)只有一對(duì)磁極，電勵(lì)磁轉(zhuǎn)子也是一對(duì)磁極，用50周的交流電供電時(shí)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速是每秒50轉(zhuǎn)，也即每分鐘3000轉(zhuǎn)。兩極同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子一般采用隱極式轉(zhuǎn)子。
多極交流同步電動(dòng)機(jī)
許多場(chǎng)合需用低轉(zhuǎn)速，大力矩輸出的交流同步電動(dòng)機(jī)，此時(shí)的電機(jī)多做成大直徑的多極電機(jī)形式，定子繞組產(chǎn)生多對(duì)磁極旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子采用多對(duì)凸極結(jié)構(gòu)。下圖是一個(gè)3對(duì)磁極同步電動(dòng)機(jī)模型示意圖，定子有3個(gè)3相繞組，轉(zhuǎn)子有3對(duì)（6個(gè)）凸極，轉(zhuǎn)速為每分鐘1000轉(zhuǎn)。

多極三相交流同步電動(dòng)機(jī)模型
交流同步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)
三相交流同步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)較麻煩，因?yàn)槿嘟涣餍D(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度很快，起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子不可能立即加速跟上磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)，所以是轉(zhuǎn)不起來(lái)的。為使三相交流同步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)旋轉(zhuǎn)常用以下三種方法：
輔助電動(dòng)機(jī)起動(dòng)法
選用一臺(tái)與同步電動(dòng)機(jī)極數(shù)相同的小型異步電動(dòng)機(jī)作為起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，起動(dòng)時(shí)，先用起動(dòng)電動(dòng)機(jī)將同步電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)到異步轉(zhuǎn)速，再將同步電動(dòng)機(jī)接上三相交流電源，這樣同步電動(dòng)機(jī)即可起動(dòng)，但這種方法僅適用于空載起動(dòng)。
變頻電源起動(dòng)法
先采用變頻電源向同步電動(dòng)機(jī)供電，調(diào)節(jié)變頻電源使頻率從0緩慢升高，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速也從0緩慢升高，帶動(dòng)轉(zhuǎn)子緩慢同步加速，直到額定轉(zhuǎn)速。該方法多用于大型同步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)。
異步起動(dòng)法
在轉(zhuǎn)子上加上鼠籠或起動(dòng)繞組，使之有異步電動(dòng)機(jī)功能，在起動(dòng)時(shí)勵(lì)磁繞組不通電，相當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)，待轉(zhuǎn)速接近磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速時(shí)再接通勵(lì)磁電源，就進(jìn)入同步運(yùn)行。

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