电机与拖动 教学课件 作者 孙建忠 刘凤春 第10章.ppt

《电机与拖动 教学课件 作者 孙建忠 刘凤春 第10章.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第10章　同步电动机的电力拖动10.1同步电动机的机械特性10.2同步电动机的起动10.3同步电动机的调速和制动10.4永磁同步电动机调速系统10.5无刷直流电动机调速系统10.6开关磁阻电动机调速系统10.1同步电动机的机械特性同步电动机接在电网上运行时，当角变化时，电磁功率PM的大小也随之变化，通常把PM = f()的关系称为同步电动机的功角特性。其数学表达式(隐极式)为:特性曲线如图所示。把上式等号两边同除以ω1，得电磁转矩为:上式为三相同步电动机的矩角特性表达式，如图所示。10.2同步电动机的起动10.2.1拖动起动法10.2.2异步

2、起动法10.2.3变频起动法10.2.1　拖动起动法拖动起动法是一种古老的方法。该方法选用一台极数与三相同步电动机相同的小容量异步电动机作为起动设备，来拖动同步电动机起动。起动时，同步电动机的交直流电源均不连接，由异步电动机接通电源起动，当转速接近同步转速时，给同步电动机分别加上直流励磁电源和三相交流电源，依靠同步电动机自身产生的同步电磁转矩将转子牵入同步转速运行；此后，断开起动用异步电动机的电源，起动完毕。第二步:将同步电动机的定子绕组接通三相交流电源。这时定子旋转磁场将在阻尼绕组中感应一电流，此电流与定子旋转磁场相互作用而产生异步电磁转矩，同

3、步电动机便作为异步电动机而起动。第三步:当同步电动机的转速达到同步转速的95%左右时，将励磁绕组与直流电源接通，给予直流励磁。这时转子上增加了一个频率很低的交流转矩，转子磁场与定子磁场之间的相互吸引力便能把转子拉住，使它跟着定子旋转磁场以同步转速旋转，即所谓牵入同步。第一步:把同步电动机的励磁绕组通过一个电阻短接（下图）。起动时励磁绕组开路是很危险的，因为励磁绕组的匝数很多，定子数很多，定子旋转磁场将在该绕组中感应很高的电压，可能击穿励磁绕组的绝缘。短路电阻的大小约为励磁绕组本身电阻的10倍左右。同步电动机异步启动法原理线路图10.2.2　异步起

4、动法10.2.2　异步起动法10-510.2.3　变频起动法变频起动法是近十几年随着变频技术的发展而出现的新起动方法。从下图所示中，交流电源通过变频器给同步电动机供电。起动时，电动机的转子加上励磁，并把变频器输出的频率调得很低(例如0.5Hz)，使同步电动机的电枢旋转磁场转得很慢，转子马上跟随以很慢的速度起动；然后逐步调高变频器输出的频率，使电枢旋转磁场和转子的转速逐步加快，直到额定转速为止。10.3同步电动机的调速和制动10.3.1同步电动机的调速方法概述10.3.2同步电动机的制动方法10.3.1　同步电动机的调速方法概述1.调速用同步电动机

5、类型2.同步电动机调速系统的类型1.调速用同步电动机类型(1)有刷励磁的同步电动机这种同步电动机就是第5章中介绍的采用静止整流器励磁的同步电动机。(2)无刷可调励磁的同步电动机这种同步电动机就是第5章中介绍的采用旋转整流器励磁的同步电动机。(3)永磁同步电动机永磁同步电动机不需要励磁绕组和励磁电源，因而具有结构简单、运行可靠、维护方便，体积小、重量轻，损耗小、效率高等特点。(4)无刷直流电动机这是一种控制系统简易的永磁同步电动机，这种电动机的结构与上述永磁同步电动机差别不大。(5)开关磁阻电动机这种电动机的定转、子均采用凸极结构，转子上没有绕组，

6、而定子绕组是集中绕组。2.同步电动机调速系统的类型同步电动机的调速方法只有变频调速一种。根据控制方式的不同，同步电动机变频调速系统可以分为他控式变频调速系统和自控式变频调速系统两大类。10.3.2　同步电动机的制动方法10.4永磁同步电动机调速系统10.4.1永磁同步电动机的基本结构10.4.2永磁同步电动机的调速原理10.4.3永磁同步电动机的特点和应用10.4.1　永磁同步电动机的基本结构10.4.2　永磁同步电动机的调速原理10.4.3　永磁同步电动机的特点和应用1)功率密度高，体积小。2)转矩/惯量比高。3)因为转子没有励磁损耗，故效率和

7、功率因数高，且易于散热及维护。4)转矩脉动小，适合高精度位置控制的要求。5)能高速运行。6)快速响应性好。10.5无刷直流电动机调速系统10.5.1无刷直流电动机的基本组成10.5.2无刷直流电动机的工作原理10.5.3无刷直流电动机的特点与应用10.5.1　无刷直流电动机的基本组成1)对转子位置信号、PWM调制信号、正反转信号和停机信号等进行逻辑综合，为驱动电路提供各开关管的斩波信号和选通信号，实现对电动机的控制。2)产生PWM调制信号，使电机的电压随速度给定信号而自动变化，实现电动机的开环控制。3)对电动机进行速度闭环调节和电流闭环调节，使系

8、统具有良好的动态和静态性能。4)实现短路、过电流、过电压和欠电压等故障保护功能。10.5.2　无刷直流电动机的工作原理10.5.3　无刷