同步交流电机。方案、说明

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同步电机 是一种在各种负载下转速保持恒定的设计（与异步电机不同）。

发动机组成

同步电机用于驱动恒速机器（泵、压缩机、风扇）。同步电动机的定子包含连接到三相电流网络并形成旋转磁场的绕组。电机转子由带有励磁绕组的铁芯组成。

励磁绕组通过滑环连接到直流电源。励磁绕组电流产生磁化转子的磁场。同步电机的转子可以是凸极（具有显极）和隐极（具有隐极）。

上图。图16.13示出了具有凸极的凸极转子的铁芯1。励磁线圈2放置在磁极上。图16.13中的b示出了隐极转子，它是铁磁圆筒1。在转子的轴向表面上铣有凹槽，励磁绕组2放置在凹槽中。

交流同步电机
米。 16.13。同步电动机铁芯类型：a——凸极转子铁芯； b——隐极转子

的操作原理

根据图 16.14 考虑同步电机的工作原理。 XNUMX。

交流同步电机
米。 16.14。同步电机运行模型

我们将定子的旋转磁场表示为磁体 1。我们将磁化的转子表示为磁体 2。让我们将磁体 1 转动角度 a。磁铁1的北极将吸引磁铁2的南极，磁铁1的南极将吸引磁铁2的北极。磁铁2将旋转相同的角度 α。我们将旋转磁铁 1。磁铁 2 将与磁铁 1 一起旋转，并且两个磁铁的旋转频率将相同，同步：n₂ =n₁.

转子上没有励磁绕组的同步电动机称为同步磁阻电动机。

同步磁阻电机的转子由铁磁材料制成，并且必须具有明显的磁极。定子的旋转磁场使转子磁化。凸极转子沿极的纵轴和横轴具有不相等的磁阻。定子磁场的磁力线是弯曲的，试图遵循磁阻较小的路径。

由于力线的弹性特性，磁场的变形将引起反作用力矩，使转子与定子磁场同步旋转。如果对旋转的转子施加制动力矩，则转子的磁场轴线将相对于定子的磁场轴线转动一定角度。

随着负载的增加，这个角度也会增加。如果负载超过一定的允许值，发动机就会停机、失去同步。同步电机没有启动扭矩。这是由于作用在静止转子上的电磁扭矩在交流电的周期T内改变其方向两次。由于其惯性，转子没有时间移动并达到所需的转数。目前，采用同步电机的异步启动。额外的短路绕组放置在转子磁极的凹槽中。

定子的旋转磁场在短路的启动绕组中感应出涡流。当这些电流与定子的磁场相互作用时，形成异步电磁扭矩，导致转子旋转。当转子速度接近定子磁场速度时，电机被同步并以同步速度旋转。短路绕组相对于磁场不移动，其中不感应涡流，异步起动转矩为零。

作者：Koryakin-Chernyak S.L.

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