同步電機(jī)工作原理

同步電機(jī)工作原理

 同步電機(jī)和感應(yīng)電機(jī)一樣是一種常用的交流電機(jī)。特點(diǎn)是：穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和電網(wǎng)頻率之間又不變得關(guān)系n=ns=60f/p，ns成為同步轉(zhuǎn)速。若電網(wǎng)的頻率不變，則穩(wěn)態(tài)時(shí)同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速恒為常數(shù)而與負(fù)載的大小無關(guān)。同步電機(jī)分為同步發(fā)電機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)。現(xiàn)代發(fā)電廠中的交流機(jī)以同步電機(jī)為主。

在同步發(fā)電機(jī)的銘牌上，規(guī)定了同步發(fā)電機(jī)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)和運(yùn)行方式。這些數(shù)據(jù)，就是同步發(fā)電機(jī)的額定值，在使用中，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵守。
同步電機(jī)的額定值主要有：
（1）額定容量SN（或額定功率PN）。對(duì)同步發(fā)電機(jī)來說，額定容量SN是是之處線端輸出的額定視在功率，一般以KVA（千伏安）或MVA（兆伏安）為單位；額定功率PN是指發(fā)電機(jī)輸出的額定有功功率，也就是說，在額定運(yùn)行時(shí)（額定頻率、電壓、電流、功率因數(shù)），同步發(fā)電機(jī)所能發(fā)出的最大的有功功率。一般以KW（千瓦）或MW（兆瓦，即百萬瓦）為單位。對(duì)同步發(fā)電機(jī)，通過額定容量（SN）可以確定額定電流，通過額定功率（PN）可以確定配套的原動(dòng)機(jī)的容量
（2） 額定電壓UN：是指額定運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)三相定子繞組的三相電壓值，單位為V(伏)或kV(千伏)。同步發(fā)電機(jī)在此值運(yùn)行，繞組的升溫不會(huì)超過允許的范圍。同步發(fā)電機(jī)一般接成Y連接，同步電動(dòng)機(jī)有Y連接或△連接。
（3）額定電流In：是指發(fā)電機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)，流過定子繞組的電流，單位為A（安）。
（4）額定效率ηN:是指電機(jī)在額定的運(yùn)行時(shí)的效率。它是指發(fā)電機(jī)有功輸出功率和額有功輸入功率之比（%）。有功輸出功率等于輸入功率減去發(fā)電機(jī)總消耗。
（5）額定功率因數(shù)cosΦN：是指在額定運(yùn)行情況下，發(fā)電機(jī)組的有功功率和額定容量的比值，即額定運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)組每個(gè)相定子電壓與電流之間的相位差的余值。 （cosΦN=PN/SN） 一般發(fā)電機(jī)組的cosΦN=0.8
（6）額定頻率fn:是指額定運(yùn)行情況下，交流電的頻率，單位為Hz（赫茲）。我國規(guī)定使用交流電的頻率為50Hz.
（7）額定轉(zhuǎn)速nN:是指發(fā)電機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)，每分鐘的轉(zhuǎn)速數(shù)，單位為r/min（轉(zhuǎn)/分）
（8）額定勵(lì)磁電壓UfN：是指發(fā)電機(jī)在運(yùn)行時(shí)，所需要的勵(lì)磁電壓，單位為V（伏）
（9）額定勵(lì)磁電流IfN:是指發(fā)電機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)。流過勵(lì)磁繞組的電流，單位為A（安）

工作原理

主磁場(chǎng)的建立：勵(lì)磁繞組通以直流勵(lì)磁電流，建立極性相間的勵(lì)磁磁場(chǎng)，即建立起主磁場(chǎng)。
載流導(dǎo)體：三相對(duì)稱的電樞繞組充當(dāng)功率繞組，成為感應(yīng)電勢(shì)或者感應(yīng)電流的載體。
切割運(yùn)動(dòng)：原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)(給電機(jī)輸入機(jī)械能)，極性相間的勵(lì)磁磁場(chǎng)隨軸一起旋轉(zhuǎn)并順次切割定子各相繞組(相當(dāng)于繞組的導(dǎo)體反向切割勵(lì)磁磁場(chǎng))。
交變電勢(shì)的產(chǎn)生：由于電樞繞組與主磁場(chǎng)之間的相對(duì)切割運(yùn)動(dòng)，電樞繞組中將會(huì)感應(yīng)出大小和方向按周期性變化的三 相 對(duì)稱交變電勢(shì)。通過引出線，即可提供交流電源。
交變性與對(duì)稱性：由于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)極性相間，使得感應(yīng)電勢(shì)的極性交變;由于電樞繞組的對(duì)稱性，保證了感應(yīng)電勢(shì)的三相對(duì)稱性。