同步电机中的转矩


同步电机转矩

任何同步电机产生的机械功率 (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,

  • N是同步速度,单位为 RPM。

  • τg是总转矩,单位为 N-m。

因此,同步电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,由于电机速度恒定,即同步速度 (NS),因此转矩与机械功率成正比。

同步电机中的转矩类型

为了为特定应用选择同步电机,需要考虑以下转矩:

拉入转矩

由于同步电机是作为异步电机启动的,并且以低于同步速度 2% 到 5% 的速度运行。然后,施加直流励磁电压,并且转子与定子的旋转磁场同步,定子的旋转磁场以同步速度旋转。因此,在额定电压和频率下,当对电机施加直流励磁时,同步电机将在其下将连接的负载拉入同步状态的最大转矩称为拉入转矩

拉出转矩

可以施加到同步电机的机械负载是有限制的。随着负载的增加,转矩角 (δ) 也随之增加,因此当转子被拉出同步状态并且电机停止时,就会达到一个阶段。因此,同步电机在额定电压和频率下可以在不失去同步的情况下产生的最大负载转矩称为拉出转矩或过载转矩

转子锁定转矩

转子锁定转矩是在转子锁定(即静止转子)且任何转子角度位置下,在额定电压和频率下施加到电机的条件下,同步电机产生的最小转矩值。转子锁定转矩由电机的电枢绕组提供。

运行转矩

同步电机在运行条件下产生的转矩称为运行转矩。运行转矩由电机的额定功率和速度决定。

更新日期: 2021年10月30日

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