同步电动机转矩任何同步电动机产生的机械功率 (Pm) 可以表示为：$$\mathrm{P_{m}=\frac{2πN_{S}\tau_{g}}{60}\:瓦特\:\:\:\:\:\:...(1)}$$此外，产生的机械功率 (Pm) 为：$$\mathrm{P_{m}=VI_{a}Cos(δ-φ)\:\:\:\:\:\:...(2)}$$其中，NS 是同步速度，单位为 RPM。τg 是总转矩，单位为 N-m。因此，同步电动机的总转矩由下式给出：$$\mathrm{\tau_{g}=\frac{60}{2π}\frac{P_{m}}{N_{S}}=9.55\times\frac{P_{m}}{N_{S}}N-m\:\:\:\:\:\:...(3)}$$轴转矩由下式给出：$$\mathrm{\tau_{sh}=9.55\times\frac{P_{o}}{N_{S}}N-m\:\:\:\:\:\:...(4)}$$其中，Po 是电机轴上的机械输出功率。从公式 (3) 和 (4) 可以看出，转矩与机械功率成正比，因为电机的速度是恒定的，即同步速度 (NS)。同步电动机的转矩类型为了选择... 阅读更多

三相同步电机是一种三相同步电机，其作为电机运行，即转换电能输入为机械能输出。同步电机具有一个独特的特性，即它在所有负载下以等于同步速度的恒定速度运行，前提是电机上的负载不超过极限值。如果电机上的负载超过极限值，则电机将停止运行，并且电机产生的平均转矩变为零。因此，同步电机不是天生自启动的。同步电机是... 阅读更多

让我们首先看一下同步电机的框图：同步电机的主要特性以下是同步电机的特征：同步电机要么以同步速度运行，要么根本不运行，即在运行时，它从无负载到满载保持恒定速度。同步电机的速度与负载无关。同步电机不是天生自启动的。必须提供一些辅助手段才能启动。如果同步电机在运行时，轴上的负载增加到机器所能驱动的最大限度以上，则同步电机将停止运行。同步电机... 阅读更多

空载运行的过励磁同步电机称为同步调相机。它也称为同步电容器或同步补偿器或同步相位调节器。同步电机可以通过改变其励磁绕组的直流励磁来提供或吸收无功功率。可以通过过励磁其励磁绕组使其从电源汲取超前电流，因此，它提供滞后无功功率（或吸收超前无功功率）。欠励磁同步电机当同步电机欠励磁时，它从电源汲取滞后电流，因此提供超前无功功率（或吸收滞后无功功率）。... 阅读更多

同步电机不是天生自启动的。因此，它需要一些辅助启动手段。为了启动同步电机，有以下两种方法：使用外部原动机启动使用阻尼绕组启动使用外部原动机启动同步电机在这种启动同步电机的方法中，使用外部电机驱动同步电机，如图 1 所示。外部电机将同步电机带到同步速度，然后同步电机与交流电源同步，作为同步发电机。然后断开原动机（即外部电机）。同步后，... 阅读更多

同步电动机的损耗同步电动机中发生的损耗可以分为以下几类：铜损或 I2R 损耗铜损或 I2R 损耗发生在电机的电枢绕组和转子绕组中。这些损耗是由于绕组的电阻引起的。铁损铁损或铁损发生在同步电机的铁质部件中。电机中的铁损是由于机器的各个铁质部件受到变化的磁场的影响而产生的。铁损包括涡流损耗和磁滞损耗。磁滞损耗 - 磁滞损耗... 阅读更多

同步电机的单相复功率输入为：$$\mathrm{S_{1φ}=VI^{*}_{a}\:\:\:\:\:\:...(1)}$$取励磁电压 (Ef) 作为参考相量，则：$$\mathrm{V=V\angle-δ=V\:cosδ-jVsinδ\:\:\:\:\:\:...(2)}$$$$\mathrm{I_{a}=I_{q}-jI_{d}}$$$$\mathrm{\therefore\:I^{*}_{a}=I_{q}+jI_{d}\:\:\:\:\:\:...(3)}$$因此，从公式 (1)、(2) 和 (3) 中，我们得到：$$\mathrm{S_{1φ}=(V\:cosδ-jVsinδ)(I_{q}+jI_{d})\:\:\:\:\:\:...(4)}$$对于凸极同步电机，正交轴电流和直轴电流由下式给出：$$\mathrm{I_{q}=\frac{Vsinδ}{X_{q}}\:\:\:\:\:\:...(5)}$$$$\mathrm{I_{d}=\frac{E_{f}-Vcosδ}{X_{d}}\:\:\:\:\:\:...(6)}$$将 Iq 和 Id 的值代入公式 (4)，我们有：$$\mathrm{S_{1φ}=(V\:cosδ-jVsinδ)\left(\frac{Vsinδ}{X_{q}}+j\frac{E_{f}-Vcosδ}{X_{d}}\right)}$$$$\mathrm{\Longrightarrow\:S_{1φ}=\left(\frac{v^{2}}{X_{q}}sinδcosδ+\frac{VE_{f}}{X_{d}}sinδ-\frac{v^{2}}{X_{d}}sinδcosδ\right)+j\left(\frac{VE_{f}}{X_{d}}cosδ-\frac{V^{2}}{X_{d}}cos^{2}δ-\frac{V^{2}}{X_{d}}sin^{2}δ\right)}$$$$\mathrm{\Longrightarrow\:S_{1φ}=\left[\frac{VE_{f}}{X_{d}}sinδ+\frac{V^{2}}{2}\left(\frac{1}{X_{q}}-\frac{1}{X_{d}}\right)sin2δ\right]+j\left[\frac{VE_{f}}{X_{d}}cosδ-\frac{v^{2}}{2X_{d}}(1+cos2δ)-\frac{v^{2}}{2X_{d}}(1-cos2δ)\right]}$$$$\mathrm{\Longrightarrow\:S_{1φ}=\left[\frac{VE_{f}}{X_{d}}sinδ+\frac{V^{2}}{2}\left(\frac{1}{X_{q}}-\frac{1}{X_{d}}\right)sin2δ\right]+j\left[\frac{VE_{f}}{X_{d}}cosδ-\frac{v^{2}}{2X_{d}X_{q}}\left\{(X_{d}+X_{q})-(X_{d}-X_{q})cos2δ\right\}\right]\:\:\:\:\:\:...(7)}$$此外，$$\mathrm{S_{1φ}=P_{1φ}+jQ_{1φ}\:\:\:\:\:\:...(8)}$$比较公式 (7) 和 (8)，我们得到以瓦特为单位的单相有功功率：$$\mathrm{P_{1φ}=\frac{VE_{f}}{X_{d}}sinδ+\frac{V^{2}}{2}\left(\frac{1}{X_{q}}-\frac{1}{X_{d}}\right)sin2δ\:\:\:\:\:\:...(9)}$$因此，三相的总有功功率为：$$\mathrm{P_{3φ}=3P_{1φ}=\frac{3VE_{f}}{X_{d}}sinδ+\frac{3V^{2}}{2}\left(\frac{1}{X_{q}}-\frac{1}{X_{d}}\right)sin2δ\:\:\:\:\:\:...(10)}$$公式 (10) 右侧的第一项称为励磁功率，第二项称为磁阻功率。此外，无功功率... 阅读更多

令，Ef=励磁电压V=施加到电枢的单相端电压Ia=电机从电源汲取的单相电枢电流Ra=单相有效电枢电阻XS=电枢绕组的单相同步电抗Cosφ=功率因数δ=转矩角圆柱转子同步电机的电压方程为：$$\mathrm{V=E_{f}+I_{a}(R_{a}+jX_{S})\:\:\:\:\:\:...(1)}$$$$\mathrm{\Longrightarrow\:V=E_{f}+I_{a}R_{a}+jI_{a}X_{S}\:\:\:\:\:\:...(2)}$$借助公式 (2) 可以绘制在不同功率因数下运行的三相圆柱转子同步电机的相量图。滞后功率因数下的相量图同步电机在滞后功率因数 Cosφ 下运行的相量图如图 1 所示。假设同步电机从电源汲取滞后电流。... 阅读更多

同步电机的励磁电压是指提供给转子的直流电源，以产生所需的磁通量。同步电机的励磁电压 (Ef) 可以使用复数代数确定不同的功率因数。令电源电压 (V) 作为参考电压。因此，$$\mathrm{V=V\angle0°=V+j0\:\:\:\:\:\:...(1)}$$然后，在不同功率因数下的电枢电流如下所示：对于滞后功率因数：$$\mathrm{I_{a}=I_{a}\angle-φ=I_{a}cosφ-jI_{a}sinφ\:\:\:\:\:\:...(2)}$$对于单位功率因数：$$\mathrm{I_{a}=I_{a}\angle0°=I_{a}+j0\:\:\:\:\:\:...(3)}$$对于超前功率因数：$$\mathrm{I_{a}=I_{a}\angle+φ=I_{a}cosφ+jI_{a}sinφ\:\:\:\:\:\:...(4)}$$现在，同步电机的励磁电压由下式给出：$$\mathrm{E_{f}=V-I_{a}Z_{S}\:\:\:\:\:\:...(5)}$$其中，ZS 是同步阻抗，由下式给出：$$\mathrm{Z_{S}=R_{a}+jX_{S}\:\:\:\:\:\:...(6)}$$情况 1 – 励磁电压... 阅读更多

考虑一个欠励磁（即，Ef < V）、三相圆柱转子同步电机驱动机械负载。该图显示了电机的单相相量图。由于电机欠励磁，因此它将在滞后功率因数 cos φ 下运行。在实践中，对于同步电机，XS>>Ra，因此可以忽略电机的电枢电阻 (Ra)。由于 Ra 被忽略，因此电枢铜损将为零。因此，同步电机产生的机械功率 (Pm) 等于电机的输入功率 (Pi)。此外，Ra= 0，Er=IaXS，因此电枢电流 (Ia) 滞后... 阅读更多