同步电动机本身不具备自启动能力。因此，它需要一些辅助启动手段。为了启动同步电动机，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动机在这种同步电动机启动方法中，使用外部电机驱动同步电动机，如图 1 所示。外部电机将同步电动机转速提升到同步速度，然后同步电动机与交流电源同步运行，作为一台同步发电机。然后断开原动机（即外部电机）。一旦同步，… 阅读更多

同步电动机的损耗同步电动机中发生的损耗可分为以下几类：铜损或 I2R 损耗铜损或 I2R 损耗发生在电动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动机的铁质部件中。电动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 - 磁滞损耗发生在… 阅读更多

同步电动机每相的复功率输入为：$$\mathrm{S_{1φ}=VI^{*}_{a}\:\:\:\:\:\:...(1)}$$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，由公式 (1)、(2) 和 (3)，我们得到：$$\mathrm{S_{1φ}=(V\:cosδ-jVsinδ)(I_{q}+jI_{d})\:\:\:\:\:\:...(4)}$$对于凸极同步电动机，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)，我们得到每相的实际功率（以瓦特为单位）：$$\mathrm{P_{1φ}=\frac{VE_{f}}{X_{d}}sinδ+\frac{V^{2}}{2}\left(\frac{1}{X_{q}}-\frac{1}{X_{d}}\right)sin2δ\:\:\:\:\:\:...(9)}$$因此，三相的总实际功率为：$$\mathrm{P_{3φ}=3P_{1φ}=\frac{3VE_{f}}{X_{d}}sinδ+\frac{3V^{2}}{2}\left(\frac{1}{X_{q}}-\frac{1}{X_{d}}\right)sin2δ\:\:\:\:\:\:...(10)}$$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

设，Ef=励磁电压V= 每相施加到电枢的端电压Ia=电动机从电源汲取的每相电枢电流Ra=每相的有效电枢电阻XS=电枢绕组每相的同步电抗Cosφ=功率因数δ=转矩角圆柱转子同步电动机的电压方程为：$$\mathrm{V=E_{f}+I_{a}(R_{a}+jX_{S})\:\:\:\:\:\:...(1)}$$$$\mathrm{\Longrightarrow\:V=E_{f}+I_{a}R_{a}+jI_{a}X_{S}\:\:\:\:\:\:...(2)}$$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动机的相量图。滞后功率因数下的相量图同步电动机在滞后功率因数 Cosφ 下运行的相量图如图 1 所示。假设同步电动机从电源汲取滞后电流。… 阅读更多

同步电动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。可以使用复数代数确定同步电动机在不同功率因数下的励磁电压 (Ef)。设电源电压 (V) 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，同步电动机的励磁电压由下式给出：$$\mathrm{E_{f}=V-I_{a}Z_{S}\:\:\:\:\:\:...(5)}$$其中，ZS 为同步阻抗，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（即，Ef < V），三相圆柱转子同步电动机驱动机械负载。该图显示了电动机的每相相量图。由于电动机欠励，因此它将在滞后功率因数 cos φ 下运行。在实践中，对于同步电动机，XS>>Ra，因此可以忽略电动机的电枢电阻 (Ra)。由于忽略了 Ra，因此电动机的电枢铜损将为零。因此，同步电动机产生的机械功率 (Pm) 等于输入到电动机的功率 (Pi)。此外，Ra= 0，Er=IaXS，因此电枢电流 (Ia) 滞后… 阅读更多

同步电动机的振荡振荡是同步电动机转子在其稳态位置或平衡状态周围振荡的现象。因此，振荡意味着同步电动机转子速度的瞬时波动。在同步电动机中，当产生的电磁转矩等于并与负载转矩相反时，这种状态称为“平衡状态”或“稳态”。在稳态下，同步电动机的转子以同步速度运行，从而保持转矩角 (δ) 的恒定值。如果负载转矩突然发生变化，则… 阅读更多

假设最初，同步电动机的转子是静止的。当一对旋转的定子磁极以同步速度扫过静止的转子磁极时，定子磁极将倾向于沿一个方向旋转转子，然后沿另一个方向旋转。结果，转子首先在一个方向上经历转矩，然后在另一个方向上经历转矩。但是，转子具有较高的惯性，并且定子磁场滑动得如此之快，以至于转子无法跟随它。结果，转子无法移动，因此合成的启动转矩为零，即同步… 阅读更多

假设同步电动机的转子静止。当一对旋转的定子磁极以同步速度扫过静止的转子磁极时，定子磁极将倾向于使转子在一个方向旋转，然后在另一个方向旋转。结果，转子先在一个方向，然后在另一个方向经历一个转矩。但是，转子具有较高的惯性，并且定子磁场滑过得如此之快，以至于转子无法跟随它。结果，转子无法移动，因此产生的启动转矩为零。但是，如果转子磁极... 阅读更多

同步电动机是一个双励磁系统，即它连接到两个电气系统：三相电源连接到电枢绕组。直流电源连接到转子励磁绕组。该图显示了三相同步电动机一个相位的等效电路。设V = 加到电动机的每相端电压Ef = 励磁电压Ia = 电动机从电源汲取的每相电枢电流Ra = 每相有效电枢电阻XS = 电动机电枢绕组每相的同步电抗ZS = 电枢每相的同步阻抗通过在等效电路中应用KVL ... 阅读更多