同步电机励磁原理

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1、同步机励磁控制系统的原理及应用同步电机励磁控制系统的原理及应用序言主回路的选择同步电机的投励方式同步电动机的失步危害、失步保护及带载自动再整步技术LZK-3G励磁控制系统第一章序言同步电机由于其一系列优点，特别是转速稳定、单机容量大、能向电网发送无功功率，支持电网电压，在我国各行业已得到广泛应用。多数企业所用电机，一般异步电机数量较多，单机功率相对较小，且大多为380V低压电机。异步电机在运行中需吸收无功功率，对于一个较大规模的用电单位，电机的选用一般遵循如下原则：大功率、低转速电机一般首选同步电机（随着碳刷耐

2、磨程度提高，许多大功率高速电机也越来越多的选用同步电机）。用电单位同步电机的运行容量一般在60%~70%，而异步电机的运行容量在40%~30%为佳。这样同步电机输出的无功功率与异步电机所吸收的无功功率相平衡且略有富裕。序言同步电动机在工业中的应用：同步、异步电动机比较表序言稳定性差，转矩与端电压平方成正比：稳定性高，转矩与端电压成正比：稳定性低高效率不可调，滞后可调，可工作在超前、平激、滞后功率因数随着负载的改变而改变不随负载的大小而改变转速异步电动机同步电动机使用异步电机需要对电网无功补偿由于异步电机需从电网

3、吸收无功功率，而功率因数是供电部门对用户考核的一个重要指标。一般采用以下方法进行无功补偿：1.采用静电电容器补偿2.采用同步电机过励补偿但是采用静电电容器补偿存在以下缺陷：序言采用静电电容器补偿存在缺陷1Q＝0.5CU在电网电压高时，用户无功补偿需求量小，但电容量Q成平方关系变大，电容器补偿无功会出现过补偿现象；在电网电压低时，用户无功补偿需求量大，但电容量Q却成平方关系变小，电容器补偿无功会出现欠补偿现象；与我们期望的补偿要求成平方关系相反的方向变化；2采用静电电容器补偿存在缺陷2为了解决上述矛盾，许多场合采

4、用功率因数自动补偿的方式，当功率因数过低的时候，增加电容器的投入数量；当功率因数过高的时候，减少电容器的投入数量，通过有级切换电容器的投运数量，达到功率因数的基本稳定。采用这种方法，虽然能保持功率因数的基本稳定，但毕竟是有级切换，不是无级连续的。为了保证功率因数的相对稳定，断路器需频繁动作，在容性负载下断路器的频繁切换，会大大降低其使用寿命；采用静电电容器补偿存在缺陷3、4许多场合为了追求较高的功率因数，经常出现功率因数接近1甚至过激现象。由于异步电动机是感性负载，电容器是容性负载，在有些特殊情况下甚至出现并联

5、谐振或串联谐振，产生大电流或高电压，损伤电气设备；部分电容器的介质含有氰化物，这些电容器报废时还会造成一定的环境污染。同步电动机通过增加电机的励磁电流，可以实现对电网无功补偿序言在电网电压U为常值，电磁功率为常值时，励磁电流与功率因数的关系就可以由电枢电流得到，见左图。调节励磁就可以调节同步电动机的功率因数，从而使其工作在超前、平激、滞后三种状态。0超前滞后定子电流ID励磁电流If同步电机工作U形曲线同步电机补偿意义这样既提高同步电动机运行的稳定性，又给企业带来可观的经济效益。序言目前同步电机的使用现状随着现代

6、化大生产的发展，机电设备越来越趋向大型化、自动化、复杂化、生产过程连续化，由机电设备群体组成的系统一旦失效，就会对企业的安全生产及产品质量造成极大的威胁。同步电机由于其具有一系列优点，特别是转速稳定、单机容量大、能向电网发送无功功率，支持电网电压，在我国各行业已得到广泛应用，特别是在特大型企业，大型同步电动机担负着生产的重任，其一旦停机或故障，将严重影响连续生产，特别严重的电机设备事故将导致停产时间的延长，造成企业经济效益的严重损失，而长期以来发生同步电动机及其励磁装置损坏事故却屡见不鲜。序言同步电机的损坏主要

7、表现1.定子绕组端部绑线蹦断，线圈表面绝缘蹭坏，连接处开焊；导线在槽口处断裂，进而引起短路；运行中噪音增大；定子铁芯松动等故障。（见下一页图）2.转子励磁起动绕组笼条断裂；绕组接头处产生裂纹，开焊，局部过热烤焦绝缘；转子磁级的燕尾锲松动，退出；转子线圈绝缘损伤；电刷滑环松动；风叶断裂等故障。序言转子绕组剖面图转子模拟图定子绕组序言第二章励磁主回路的合理选配传统半控、全控桥励磁主回路的比较改进型半控、全控桥励磁主回路比较励磁控制系统主回路元件选配主回路的选择励磁柜主电路一般有四种主回路的选择图1图2图4图3在起动

8、时左上图正负方向电流明显不平衡，产生直流电，引起电机遭受脉振转矩强烈振动，电机起动过程所受强烈脉振是电机产生暗伤逐步损坏的重要原因之一。传统半、全控桥主回路分析主回路的选择图一图二图一主回路的选择上图主回路在电机起动时有：因此出现如右图二的转子感应电压、电流曲线图。现将感应电流做直流交流成分分解如下：图二UfIf主回路的选择不难看出电机启动过程中+if和-if相差较大，即：远大于主回路