第2章 交流电动机ppt课件.pptx

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1、第2章 交流电动机第第2章章 交流电动机交流电动机2.1 三三相异步电动机的结构和工作原理相异步电动机的结构和工作原理2.2 三三相异步电动机的运行特性相异步电动机的运行特性2.3 三三相异步电动机的起动、反转、调速与制动相异步电动机的起动、反转、调速与制动2.4 三三相异步电动机的使用、维护与检修相异步电动机的使用、维护与检修2.5 单单相异步电动机相异步电动机2.6 三三相同步电动机相同步电动机2.1 三三相异步电动机的结构和工作原理相异步电动机的结构和工作原理 2.1.1 三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构主要由定子和转子两大部分组成。固定不动的部分叫定子；旋转

2、部分叫转子。转子装在定子腔内，定子与转子之间有一空气间隙，称为气隙。图2-1所示的是三相笼型异步电动机的外形及拆开后各个部件的形状。1.定子部定子部分分（1）机）机座座三相异步电动机的机座起固定和支撑定子铁芯和端盖、保护电动机的绕组和旋转部分的作用，一般用铸铁铸造而成。（2）定子铁）定子铁芯芯铁芯内圆有均匀分布与轴平行的定子槽，如图2-2所示，用以嵌放三相对称定子绕组。铁芯外圆周面固定在机座内，如图2-3所示。 （3）定子绕）定子绕组组三相定子绕组根据需要接成星形或三角形。接线柱的布置如图2-4所示，图2-4（a）为定子绕组的星形接法；图2-4（b）为定子绕组的三角形接法。2.转子部转子部分分

3、（1）转子铁）转子铁芯芯转子铁芯外圆有均匀分布与轴平行的槽，如图2-5所示。（2）转子绕）转子绕组组笼型转子绕组。如图2-6所示。笼型转子，如图2-7所示。 绕线型转子绕组。绕线型转子绕组与接线原理如图2-9所示。转子电路自行闭合。铸铝转子，如图2-8所示。笼型绕组因结构简单、制造方便、运行可靠，所以得到广泛应用。 （3）转）转轴轴三相异步电动机的转轴用中碳钢制成，其两端由轴承支撑，它用来输出机械转矩。3.气气隙隙气隙是指异步电动机的定子铁芯内圆表面与转子铁芯外圆表面之间的间隙。中、小型异步电动机的气隙一般为0.21.5mm。 2.1.2 三相异步电动机的铭牌及主要技术参数三相异步电动机的铭牌

4、及主要技术参数电动机铭牌如图2-10所示。1.型型号号三相异步电动机的型号由汉语拼音字母、国际通用符号和阿拉伯数字三部分组成。各类型电动机的主要产品代号意义摘录于表2-1中。2.三相异步电动机的额定三相异步电动机的额定值值（1）额定功率PN。单位为W或kW。（2）额定电压UN。单位为V。（3）额定电流IN。单位为A。三相异步电动机额定功率、电压、电流之间的关系为（4）额定转速nN。单位为r/min。（5）额定频率fN。国产的异步电动机频率均为50Hz。（6）接法。星形、三角形。（7）工作方式。连续工作制（S1）、短时工作制（2）和断续周期工作制（S3）。（8）温升及绝缘等级。（9）防护等级。2

5、.1.3 三相异步电动机的工作原理三相异步电动机的工作原理1.旋转磁场的产旋转磁场的产生生（1）两极旋转磁场的产）两极旋转磁场的产生生如图2-11所示。由于电流随时间而变化，所以电流流过绕组产生的磁场分布情况也随时间而变化，几个瞬间磁场如图2-12所示。将三相电源线中的任意两相与绕组端的连接顺序对调，就可改变旋转磁场的旋转方向。（2）四极旋转磁场的产生）四极旋转磁场的产生如图2-13所示。若旋转磁场的磁极对数为p，则它的转速为式中，n1为旋转磁场的转速，亦称为同步转速，单位为r/min；f1为定子绕组电流的频率（国产的f150Hz）；p是磁极对数。2.三相异步电动机的工作原三相异步电动机的工作

6、原理理图2-14是三相异步电动机的运转原理图。（1）电生磁）电生磁。（2）（动）磁生电。）（动）磁生电。如图2-14所示。（3）电磁力（矩）。）电磁力（矩）。电动机在电磁转矩的驱动下，以n的速度顺着旋转磁场的方向旋转。nn1（有转速差）是异步电动机旋转的必要条件，异步的名称也由此而来。3.转差转差率率s当n0时，s1；当nn1时s0，s在01范围内变化。由上式可推得：当nnN时， 。近代异步电动机的sN0.020.07；空载时，s0(0.050.5)%。例例2-1 某台三相异步电动机的额定转速nN1450r/min，试求它的额定负载运行时的转差率sN。2.2 三相异步电动机的运行特性三相异步电

7、动机的运行特性2.2.1 三相异步电动机中的有关物理量三相异步电动机中的有关物理量1.定子电路的电动势定子电路的电动势E1每相定子绕组感应电动势的有效值为式中，E1为电动机定子绕组感应电动势；K1为定子绕组系数，K1；f1为定子绕组三相交流电的频率（即电源频率）；m为旋转磁场的每极主磁通的最大值；N1为定子绕组匝数。2.转子电路的感应电动势及感应电流的频率转子电路的感应电动势及感应电流的频率f23.转子电路的电动势转子电路的电动势E2式中，E2为电动机转子绕组感应电动势；K2为转子绕组系数，K21；m为旋转磁场的每极主磁通的最大值；N2为定子绕组匝数；f2为转子绕组感应电动势的频率。转子绕组中

8、的感应电动势的有效值E2与转差率s的关系为E20为转子静止时，转子电路的感应电动势的有效值。4.转子电路的感抗转子电路的感抗X2转子电路感抗X2为X2sX20 X202f1L2，为转子静止时每相漏磁感抗。5.转子电路的电流转子电路的电流I26.转子电路的功率因数转子电路的功率因数cos27.定定子子电路的电流电路的电流I1定子电路的电流I1与转子电路的电流I2的比值也近似等于常数。2.2.2 三相异步电动机的机械特性三相异步电动机的机械特性1.三相异步电动机的电磁转三相异步电动机的电磁转矩矩（1）电磁转矩的物理表达式）电磁转矩的物理表达式TcTI2cos2 式中，T为电磁转矩；cT为计算转矩的

9、结构常数；cos2为转子回路的功率因数。（2）电磁转矩的参数表达）电磁转矩的参数表达式式2.三相异步电动机的电磁转矩与转差率的关三相异步电动机的电磁转矩与转差率的关系系当U1、R2、X20为定值时，电磁转矩T随转差率s的变化而变化，如图2-17所示。临界转差率为：最大转矩Tmax为：3.三相异步电动机的机械特三相异步电动机的机械特性性（1）固有机械特性）固有机械特性当UUN，ffN时，固有机械特性曲线如图2-19所示。1）非稳定工作区。2）稳定工作区。3）曲线上四个特殊点。起动点（A点）。起动转矩倍数kst为：额定转矩TN为：式中，TN的单位为Nm；PN的单位为kW；nN的单位为r/min。一

10、般的三相笼型电动机的kst0.82.2，起重和冶金专用的三相笼型异步电动机的kst2.84.0。临界点（B点）。用过载系数m来表示电动机的承受过载的能力为：同步点（D点）。额定点（C点）。3）电磁转矩的实用表达式。（2）人为机械特性）人为机械特性降低定子电压时的人为机械特性，如图2-20所示。转子电路串接对称电阻时的人为机械特性，如图2-21所示。例例2-2 已知某台三相异步电动机的额定功率PN4kW，额定转速nN1440r/min，过载能力m为2.2，起动能力kst为1.8。试求：额定转矩TN、起动转矩Tst、最大转矩Tmax。2.2.3 三相异步电动机的工作特性三相异步电动机的工作特性1.

11、转速特性转速特性nf（P2） 如图2-22所示。2.转矩特性转矩特性Tf（P2） 如图2-23所示。异步电动机输出的转矩为3.定子电流特性定子电流特性I1f（P2）异步电动机的空载电流I10约为额定电流的2040。特性曲线如图2-24所示。4.定子功率因数特性定子功率因数特性cos1f（P2）功率因数特性曲线如图2-24所示。5.效率特性效率特性f（P2）式中，PCu为铜损；PFe为铁损；Pmec为机械损耗。效率特性曲线如图2-24所示。2.3 三相异步电动机的起动、反转、调速与制动三相异步电动机的起动、反转、调速与制动2.3.1 三相异步电动机的起动三相异步电动机的起动三相异步电动机的起动是

12、指定子绕组接入额定交流电源，转子转速从零逐渐加速到对应负载下的稳定转速的过程。电力拖动系统对三相异步电动机起动性能的要求主要有：电动机应有足够大的起动转矩Tst。起动电流Ist应尽量地小。起动设备应力求结构简单、造价低、操作方便。力求降低起动过程的能量损耗。起动过程的平滑性和经济性都较好。1.三相笼型异步电动机的起三相笼型异步电动机的起动动（1）直接起动）直接起动直接起动，又称为全压起动，如图2-26所示。直接起动一般只用于小容量的电动机（如7.5kW以下电动机）。对较大容量的电动机，电源容量又较大，若电动机起动电流倍数KI、容量和电网容量满足以下经验公式：Y-换接减压起动换接减压起动。Y-换

13、接减压起动只适用于定子绕组为三角形连接，且每相绕组都有两个引出端子的三相笼型异步电动机，其原理接线图如图2-27所示。星形连接起动时的起动电流、起动转矩与三角形连接起动（直接起动）时起动电流、起动转矩的关系为Y-换接减压起动设备简单、成本低、操作方便、动作可靠、使用寿命长。自耦变压器减压起动自耦变压器减压起动。用自耦变压器减压起动的原理接线图如图2-28所示。用自耦变压器减压起动时的起动电流、起动转矩与直接起动时起动电流、起动转矩的关系为式中的k为自耦变压器的变压比。例例2-3 已知某台三相笼型异步电动的PN75kW， UN380V，IN126A，nN1480r/min，Ist/IN5，Tst

14、/TN1.9，三角形连接运行，负载转矩TL100Nm，现要求电动机起动时Tst1.1TL，Ist240A。问：（1）电动机能否直接起动？（2）电动机能否采用Y-减压起动？（3）若采用3个抽头的自耦变压器减压起动，则应选用50%，60%，80%中的哪个抽头？2.三相绕线型异步电动机的起三相绕线型异步电动机的起动动（1）转子串电阻起动）转子串电阻起动图2-29为三相绕线型异步电动机转子串接对称电阻分级起动的接线图和起动时的机械特性。起动开始时，将QS闭合，S1、S2、S3断开，此时，转子每相电阻Rp3R2+Rst1+Rst2+Rst3，对应的机械特性如图2-34（b）中曲线Rp3。随着n的上升，T

15、逐渐减小，当减小到T2时（对应于b点），S3闭合，切除Rst3，转子每相电阻变为Rp2R2+Rst1+Rst2，对应的机械特性变为曲线Rp2。依此类推，最后在f点S1闭合，切除Rst1，转子绕组直接短路，起动结束。起动级数越多，起动过程越平滑，但需要用到控制触点或接触器就越多。（2）转子串频敏变阻器起动）转子串频敏变阻器起动频敏变阻器的绕组常接成星形，绕组三个首端通过电刷和滑环与电动机转子绕组串联，如图2-30所示。频敏变阻器的等效电阻Rp是随频率f2的变化而自动变化，能自动、无级地减小电阻，实现无级平滑起动，使起动过程平稳、快速。它具有结构简单，材料加工要求低，造价低廉，坚固耐用，便于维护等

16、优点。但其功率因数低，与转子串接电阻起动相比起动转矩小，由于频敏变阻器的存在，最大转矩比转子串电阻时小。2.3.2 三相异步电动机的反转三相异步电动机的反转前面讲过，只要把从电源接到电动机定子的三根端线的任意对调两根，磁场的旋转方向就会改变，电动机的旋转方向就随之改变。特特别注意：别注意：改变电动机的旋转方向，一般应在停车之后再换接。如果电动机正在高速旋转时突然将电源反接，不但冲击强烈，而且电流较大，如无防范措施，很容易发生事故。2.3.3 三相异步电动机的调速三相异步电动机的调速1.调速指调速指标标（1）调速范围）调速范围调速范围是指直流电动机拖动额定负载时，所能达到的最高转速nmax与最低

17、转速nmin之比，用D表示为（2）静差率）静差率%(相对稳定性相对稳定性)静差率是电动机在某一机械特性上运行时，由理想空载到额定负载所产生的转速降与理想空载转速之比，用百分数表示为（3）调速的平滑性）调速的平滑性调速的平滑性用平滑系数表示，其定义是相邻两级转速之比，即（4）调速的经济性）调速的经济性2.三相异步电动机的电气调速方三相异步电动机的电气调速方法法（1）变极调速）变极调速1）变极调速原）变极调速原理理双速异步电动机变极方法如图2-31所示。2）双速电动机的接线方）双速电动机的接线方式式三角形-双星形连接方式如图3-32所示，图中的U1、V1、W1代表定子的首个半相绕组，也可用1、2、

18、3表示；U2、V2、W2代表第二个半相绕组，也可用4、5、6来表示。图(a)为定子绕组三角形联结，每半相绕组串联，为四极，低速接法。图(b)为定子绕组双星形联结，每半相绕组并联，为两极，高速接法。（2）变频调速）变频调速以电动机额定频率f1N为基准频率，简称基频。从基频从基频f1N向下变频调速向下变频调速。保持U1/f1为常数，使m为常数，这种调速为恒转矩调速。从基频向上调变频调从基频向上调变频调速速当频率f1从额定频率f1N升高时，要保持U1U1N，频率越高，磁通m越低，这种方法是一种降低磁通的方法。保持U1N不变调速，近似为恒功率调速方式。变频调速平滑性好，调速范围广，效率高，机械特性硬，

19、只要控制端电压随频率变化的规律，可以适应不同负载特性的要求，是异步电动机尤其是鼠笼工异步电动机调速发展的方向。变频调速在很多领域获得了广泛应用，如轧钢机、工业水泵、鼓风机、起重机、纺织机等方面。其主要缺点是系统较复杂，成本较高。3.改变转差率调改变转差率调速速（1）改变定子电压调速）改变定子电压调速电动机调压调速的机械特性曲线如图2-33所示。该方法的调速范围较宽，缺点是电压较低时机械特性变得更软，负载较小的变化会引起转速变化很大。可采用带速度负反馈的控制系统来解决该问题，现在多采用晶闸管交流调压电路来实现。改变定子电压调速适用于转矩随转速降低而减小的负载。这种调速方法在电动机转速较低时，转子

20、电阻上损耗较大，使电动机发热较严重，所以这种调速方法不宜在低速下长期运行。（2）转子串电阻调速）转子串电阻调速转子串电阻调速只适用于绕线型转子异步电动机。绕线型转子异步电动机的特性曲线如图2-34所示。（3）绕线型异步电动机转子串级调速）绕线型异步电动机转子串级调速串级调速就是在转子回路串接与转子电动势e2同频率的附加电动势e2d，通过改变附加电动势e2d的大小和相位来实现调速的方式。这种调速方法适用于绕线型异步电动机。串级调速性能比较好，但附加电动势装置比较复杂。随着可控硅技术的发展，现已广泛应用于水泵和风机节能调速，应用于不可逆轧钢机、压缩机等生产机械的调速。2.3.4 三相异步电动机的制

21、动三相异步电动机的制动1.三相异步电动机的机械制三相异步电动机的机械制动动机械制动是利用机械装置，在定子绕组切断电源时，同时在电动机转轴上施加机械阻力矩，使电动机迅速停转的方法。2.三相异步电动机的电气制三相异步电动机的电气制动动电气制动分为能耗制动、反接制动和回馈制动等。（1）能耗制动）能耗制动三相异步电动机能耗制动接线如图2-35所示。（2）反接制动）反接制动反接制动的接线图如图2-36所示。若制动的目的仅为停车，则在转速接近于零时，可利用某种控制电器将电源自动切除，否则电动机将会反转。为了限制制动电流，笼型异步电动机反接制动时应在定子电路中串入电阻限流，绕线型异步电动机可在转子回路串入制

22、动电阻。电源反接制动不需要另加直流设备，比较简单，制动力矩较大，停车迅速；机械冲击和能耗都较大，不能实现准确地停车。通常用于起动不频繁、功率小于10kW的电力拖动中。（3）回馈制动）回馈制动回馈制动发生在电动机转速n大于定子旋转磁场转速n1的时候，如当起重机下放重物时，重物拖动转子，使转速nn1，这时转子绕组切割定子旋转磁场方向与原电动状态相反，则转子绕组感应电动势和电流方向也随之相反，电磁转矩方向也反了，即由转向同向变为反向，成为制动转矩，如图2-37所示，使重物受到制动而均匀下降。实际上这台电动机已转入发电机运行状态，它将重物的势能转变为电能而回馈到电网，故称为回馈制动。2.4 三相交流异

23、步电动机的使用、维护与检修三相交流异步电动机的使用、维护与检修2.4.1 三相交流异步电动机的选择原则三相交流异步电动机的选择原则1.电动机类型的选电动机类型的选择择三相交流异步电动机有笼型和绕线式两种类型。2.额额定功定功率的率的选选择择（1）连续工作制（）连续工作制（S1）对于连续工作的生产机械，选的电动机的额定功率为式中，PL生产机械的负载功率；1生产机械本身的效率；2电动机与生产机械之间的传动效率。（2）短时工作制（）短时工作制（S2）我国规定短时工作制的标准持续时间有10min、30min、60min、90min等四种。专为短时工作制设计的电动机，其额定功率是和一定标准的持续时间相对

24、应的。在短时工作时的额定功率大于连续工作时的额定功率。如果实际的工作持续时间与标准持续时间不同，则应按略大于实际工作持续时间的标准持续时间来选择电动机；如果实际工作持续时间超过最大的标准持续时间（90min），则应选用连续工作制电动机；如果实际工作持续时间比最小的标准持续时间（10min）还短得多，这时也可以选用连续工作制电动机，但其功率则按过载系数m来计算，短时运行电动机的额定功率可以是生产机械所要求功率的1m 倍，即（3）断续工作制（）断续工作制（S3）断续工作制的标准周期时间为10min。我国规定的标准持续率有15、25、40 和60 四种，如不加说明，则以25为准。选择这类电动机应考虑

25、其负载持续率，同一型号的电动机，负载持续率越小，其额定功率越大。3.额定电压的选额定电压的选择择一般三相电动机都选用额定电压380V，单相电动机都选用额定电压为220V。所需功率大于100kW时，可根据当地电源情况和技术条件考虑选用3kV、6kV或10kV的高压电动机。4.额定转速的选额定转速的选择择电动机转速的选择，应根据生产机械的要求、设备的投资以及传动系统的可靠性来决定。5.结构的选结构的选择择电动机的外形结构有开起式、防护式、封闭式和防爆式等几种，应根据电动机的工作环境进行选择。2.4.3 三相异步电动机运行中的监视与维护三相异步电动机运行中的监视与维护1.监视电源电压、频率的变化和电

26、压的不平衡度2.监视电动机的运行电流3.监视电动机的温升4.检查电动机运行中的声音、振动和气味5.监视轴承工作情况6.监视传动装置工作情况在发生以下严重故障情况时，应立即停机处理：人身触电事故；电动机冒烟；电动机剧烈振动；电动机轴承剧烈发热；电动机转速突然下降，温度迅速升高。（2）三相交流异步电动机常见故障处理方法）三相交流异步电动机常见故障处理方法2.5 单相异步电动机单相异步电动机2.5.1 单相异步电动机的结构和工作原理单相异步电动机的结构和工作原理1.单相异步电动机的结单相异步电动机的结构构单相异步电动机的结构如图2-44所示。2.单相异步电动机的工作原单相异步电动机的工作原理理当定子

27、绕组通入单相交流电时，便产生一个交变的脉动磁通，将其分解为两个等量、等速而反向的旋转磁通，如图2-45所示。单单相异步电动相异步电动机机不能自行不能自行起动起动、转转向不固定向不固定。2.5.2 单相异步电动机的起动、反转和调速单相异步电动机的起动、反转和调速1.单相异步电动机的起单相异步电动机的起动动（1）分相式单相异步电动机）分相式单相异步电动机1）分相式单相异步电动机的起动原）分相式单相异步电动机的起动原理理从图2-46可见，如果在空间相差90o的两相对称绕组中，通入互差90o的两相交流电流，结果产生了旋转磁场。旋转磁场的幅值不变，即为圆形旋转磁场。当主绕组和起动绕组不对称或两相电流不对

28、称时，产生一个椭圆形旋转磁场，如图2-47所示。2）电容分相式单相异步电动）电容分相式单相异步电动机机电容分相式单相异步电动机，如图2-48所示，起动绕组与电容器串联。起动时，闭合QS和S，等到转速接近额定值时，离心开关S断开，将起动绕组自动从电源切除，只有工作绕组接于电源，电动机仍可继续带动负载运转。电容分相式单相异步电动机的分为：电容起动式、电容运行式和电容起动与运行式单相异步电动机。3）电阻分相式单相异步电动）电阻分相式单相异步电动机机电阻分相式单相异步电动机的起动绕组串接电阻，使起动绕组电路性质呈近似电阻性，而工作绕组呈感性电路性质，从而使两绕组中电流具有一定的相位差，电阻分相的相位差

29、小于90o。产生椭圆形旋转磁场。电阻分相式异起动异步电动机的起动绕组，只允许起动时短时间工作，待电动机转速达到7580额定转速时，由离心开关将起动绕组从电源上切断，由工作绕组单独运行工作。电阻分相式电动机适用于具有中等起动转矩和过载能力的鼓风机、医疗机械等。（2）罩极式单相异步电动机）罩极式单相异步电动机单相绕组套在磁极上，极面的一边开有小凹槽，凹槽将每个磁极分成大、小两部分，较小的部分（约1/3）套有铜环，如图2-49所示。罩极式电动机的磁场具有移动的性质，如图2-50所示。2.单相异步电动机的反单相异步电动机的反转转（1）电容分相式单相异步电动机的反转）电容分相式单相异步电动机的反转如图2

30、-51所示。（2）电阻分相式单相异步电动机的反转）电阻分相式单相异步电动机的反转欲使电阻分相式单相异步电动机反转，只要将主绕组（或起动绕组）的两个接线端对调即可。3.单相异步电动机的调单相异步电动机的调速速 （1）串电抗器调速法）串电抗器调速法吊扇调速如图2-52所示。（2）电动机绕组抽头调速法）电动机绕组抽头调速法台扇电气接线如图2-53（a）所示，电动机主绕组（运行绕组）、副绕组（起动绕组）以及中间绕组（调速绕组）接线如图2-53（b）所示。2.5.3 单相异步电动机的常见故障与处理方法单相异步电动机的常见故障与处理方法书表2-13列出了单相异步电动机的常见故障，并对故障产生的原因和处理方

31、法进行了分析，可供检修时参考。2.6 三相同步电动机三相同步电动机2.6.1 三相同步电动机的结构和工作原理三相同步电动机的结构和工作原理1.三相同步电动机的结构及额定三相同步电动机的结构及额定值值（1）三相同步电动机的结构）三相同步电动机的结构三相同步电动机由定子、转子和气隙构成。定子的结构与三相异步电动机的定子完全一样，其绕组也可接成星形或三角形。三相同步电动机的转子根据其形状的不同可以分为凸极式转子和隐极式转子两大类。如图2-55（2）三相同步电动机的励磁方式）三相同步电动机的励磁方式直流励磁机励磁。整流励磁。（3）三相同步电动机的额定值）三相同步电动机的额定值额定功率PN。单位为W或k

32、W。额定电压UN。单位为V或kV。额定电流IN。单位为A。额定频率fN。额定功率因数cosN。额定转速nN。单位为rmin。除此之外，还有一些电动机的铭牌上标有：额定效率N、额定励磁电压UfN、额定励磁电流IfN等参数。2.三相同步电动机的工作原三相同步电动机的工作原理理三相同步电动机工作时，定子的三相绕组中通入三相对称电流，转子的励磁绕组通入直流电流。如图2-56所示，定子在气隙中产生旋转磁场。转子产生极性恒定的静止磁场。若转子磁场的磁极对数与定子磁场的磁极对数相等，转子磁场因受定子磁场磁拉力作用而随定子旋转磁场同步旋转，即转子以等同于旋转磁场的速度、方向旋转，即nn1，并且不会因负载变化而

33、改变，即同步电动机具有恒恒速特性速特性。同步电动机运行中，即使空载时，轴上也存在一定的阻力，因此转子的磁极轴线总要滞后于定子旋转磁场的磁极轴线一个很小的角度，这个角度称为功率角或功角，如图2-56所示。“失步”现象。改变接入电源的相序即可改变同步电动机的旋转方向。2.6.2 三相同步电动机的工作特性三相同步电动机的工作特性1.三相同步电动机的功角和矩角特三相同步电动机的功角和矩角特性性把Pemf（）的关系，称为同步电动机的功角特性；把Tf（）的关系，称为同步电动机的矩角特性。对隐极式同步电动机Pem、T与的关系为电磁转矩的表达式为功角特性和矩角特性的曲线如图2-57所示。同步电动机的过载能力m

34、为由于N20o30o，因此m23，在过载能力范围内，电动机有足够的能力不致于失步。2.三相同步电动机的三相同步电动机的V形曲线及功率因数的调形曲线及功率因数的调节节（1）三相同步电动机的）三相同步电动机的V形曲线形曲线I1=f（If），如图2-58所示。正常励磁状态。欠励磁状态。同步电动机一般不在欠励磁状态下运行。过励磁时状态。在过励磁状态时，电动机除了从电网吸收有功功率外，还要从电网吸收容性的无功功率。（2）同步电动机的功率因数可调性）同步电动机的功率因数可调性功率因数可调性，就是在一定负载下，调节转子的直流励磁电流If时，可引起定子电流的相位和大小发生变化，即同步电动机的功率因数可以用调节

35、励磁电流If大小的办法来调节。同步电动机一般都运行于过励磁状态。有时同步电动机还可不带负载，专门用来吸取容性无功电流，以改善电网的功率因数，这样运行的同步电动机就是同步补偿机。2.6.3 三相同步电动机的起动和调速三相同步电动机的起动和调速1.同步电动机的起同步电动机的起动动（1）异步起动法）异步起动法异步起动法就是在转子磁极表面装有阻尼绕组，来获得起动转矩的。阻尼绕组装在转子磁极的极靴上，有时把这个阻尼绕组称为起动绕组。如图2-59所示为其原理接线图。注意注意：同步电动机停止时，应先断开定子电源，再断开励磁电源。（2）辅助电机起动法）辅助电机起动法一般选用与同步电动机的极数相同，功率为同步电

36、动机额定功率5%15%的异步电动机作为辅助电机。由该辅助电机将同步电动机拖到近同步转速（n95%n1），然后给同步电动机加入励磁电流If并投入电网运行，最后切除辅助电机电源。由于辅助电机的功率较小，该方法只适用于空载或轻载起动。（3）变频起动法）变频起动法变频起动法是先将同步电动机定子电源频率f1降低，并在转子上加以励磁，然后逐渐增加电源频率直到f1f1N为止，于是同步电动机转子转速将随着定子旋转磁场的转速上升而同步上升，直到额定转速。2.同步电动机的调同步电动机的调速速（1）他控变压变频调速系）他控变压变频调速系统统使用独立的变压变频装置给同步电动机供电的调速系统称作他控变压变频调速系统。变压变频装置同感应电动机的变压变频装置相同。对于经常在高速运行的电力拖动场合，定子的变压变频方式常用交-直-交电流型变压变频器，其电动机侧变换器（即逆变器）比给感应电动机供电时更简单。对于运行于低速的同步电动机电力拖动系统，定子的变压变频方式常用交-交变压变频器，使用这样的调速方式可以省去庞大的机械传动装置。（2）自控变压变频调速系统）自控变压变频调速系统自控变压变频调速是一种闭环调速系统。它利用检测装置，检测出转子磁极位置的信号，并用来控制变压变频装置换相，类似于直流电动机中电刷和换向器的作用，因此也称作无换向器电机调速，或无刷直流电机调速。但它不是一台直流电动机。