同步電動(dòng)機(jī)的原理

發(fā)布時(shí)間:2024-03-11
同步電動(dòng)機(jī)是屬于交流電機(jī),定子繞組與異步電動(dòng)機(jī)相同。它的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度與定子繞組所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度是一樣的,所以稱為同步電動(dòng)機(jī)。正由于這樣,同步電動(dòng)機(jī)的電流在相位上是超前于電壓的,即同步電動(dòng)機(jī)是一個(gè)容性負(fù)載。為此,在很多時(shí)候,同步電動(dòng)機(jī)是用以改進(jìn)供電系統(tǒng)的功率因素的。
同步電動(dòng)機(jī)在結(jié)構(gòu)上大致有兩種:
1、轉(zhuǎn)子用直流電進(jìn)行勵(lì)磁。這種電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子如圖1所示,從圖中可看出來(lái),它的轉(zhuǎn)子做成顯極式的,安裝在磁極鐵芯上面的磁場(chǎng)線圈是相互串聯(lián)的,接成具有交替相反的極性,并有兩根引線連接到裝在軸上的兩只滑環(huán)上面。磁場(chǎng)線圈是由一只小型直流發(fā)電機(jī)或蓄電池來(lái)激勵(lì),在大多數(shù)同步電動(dòng)機(jī)中,直流發(fā)電機(jī)是裝在電動(dòng)機(jī)軸上的,用以供應(yīng)轉(zhuǎn)子磁極線圈的勵(lì)磁電流。
由于這種同步電動(dòng)機(jī)不能自動(dòng)啟動(dòng),所以在轉(zhuǎn)子上還裝有鼠籠式繞組而作為電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)之用。鼠籠繞組放在轉(zhuǎn)子的周圍,結(jié)構(gòu)與異步電動(dòng)機(jī)相似。
當(dāng)在定子繞組通上三相交流電源時(shí),電動(dòng)機(jī)內(nèi)就產(chǎn)生了一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),鼠籠繞組切割磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電流,從而使電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)起來(lái)。電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)之后,其速度慢慢增高到稍低于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速,此時(shí)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)線圈經(jīng)由直流電來(lái)激勵(lì),使轉(zhuǎn)子上面形成一定的磁極,這些磁極就企圖跟蹤定子上的旋轉(zhuǎn)磁極,這樣就增加電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的速率直至與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步旋轉(zhuǎn)為止。
2、轉(zhuǎn)子不需要?jiǎng)?lì)磁的同步電機(jī)
轉(zhuǎn)子不勵(lì)磁的同步電動(dòng)機(jī)能夠運(yùn)用于單相電源上,也能運(yùn)用于多相電源上。這種電動(dòng)機(jī)中,有一種的定子繞組與分相電動(dòng)機(jī)或多相電動(dòng)機(jī)的定子相似,同時(shí)有一個(gè)鼠籠轉(zhuǎn)子,而轉(zhuǎn)子的表面切成平面,如圖2所示。所以是屬于顯極轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子磁極是由一種磁化鋼做成的,而且能夠經(jīng)常保持磁性。鼠籠繞組是用來(lái)產(chǎn)生啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的,而當(dāng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)到一定的轉(zhuǎn)速時(shí),轉(zhuǎn)子顯極就跟住定子線圈的電流頻率而達(dá)到同步。顯極的極性是由定子感應(yīng)出來(lái)的,因此它的數(shù)目應(yīng)和定子上極數(shù)相等,當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)到它應(yīng)有的速度時(shí),鼠籠繞組就失去了作用,維持旋轉(zhuǎn)是靠著轉(zhuǎn)子與磁極跟住定子磁極,使之同步。
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