同步电机是一种转子转速与定子旋转磁场的转速相同的交流电动机。
对于一台同步转速电动机,在电源频率不变的情况下,其转速始终保持恒定,不会随电源电压和负载的变化而变化。
组成:同步电机主要由定子和转子组成。其定子结构与一般的异步电动机相同,并且嵌有定子绕组。
同步电动机转子与异步电动机转子不同。异步电动机转子一般为笼型,转子本身不带磁性。
同步电动机转子有两种:
一种是直流励磁转子,这种转子上嵌有转子绕组,工作时需要直流电源为它提供励磁电流;
另一种是永久磁铁励磁转子,转子上安有永久磁铁;
在电源频率不变的情况下,同步电动机在运行时转速是恒定的,其转速n与电动机的磁极对数p、交流电源的频率f有关。
n=60f/p
p=1时,n=3000;
p=2时,n=1500;
p=3时,n=1000;
p=4时,n=750;
同步电动机无法启动的解决办法:
同步电动机无法启动的主要原因:转子存在斜惯性,定、转子绕组磁场转速相差过大。因此为了让同步电动机自行启动;
一方面可以减少转子的惯性(如转子可以做成长而细的形状);
另一方面可以给同步电机增设启动装置(在转子上附加与异步电动机一样的笼形绕组,这样同步电动机的转子上同时具有磁极和笼形异步绕组。在启动时,同步电动机定子绕组通电产生旋转磁场,该磁场对启动绕组产生作用力,使启动绕组运转起来,与启动绕组一起的转子也跟着旋转,启动时的同步电动机就相当于一台异步电动机。当转子转速接近定子绕组的旋转磁场转速时,旋转磁场就与转子上的磁铁相互吸引而将转子引入同步,同步后的旋转磁场就像手一样,紧紧拉住相异的转子磁极不放,转子就在旋转磁场的拉力下,始终保持与旋转磁场一样的转速。
给同步电动机附加笼型绕组进行启动的方法称为异步启动法,异步启动接线示意图如图7-45所示。
在启动时,先合上开关S,给同步电动机的定子绕组提供三相交流电源,让定子绕组产生旋转磁场,与此同时将开关S2与左边触点闭合,让转子启动绕组与启动电阻(其阻值一般为启动绕组阻值的10倍)串接,这样同步电动机就相当于一台绕线式异步电动机。转子开始旋转,当转子转速接近旋转磁场转速时,将开关S2与右边的触点闭合,直流电源通过S2加到转子启动绕组,启动绕组产生一个固定的磁场来增强磁铁磁场,定子绕组的旋转磁场牵引已运转且带磁性的转子同步运转。图7-45中的开关S实际上由控制电路来控制,另外转子启动绕组要通过电刷与外界的启动电阻或直流电源连接。