四、同步电动机

同步电动机的计算与发电机计算程序相同，但应注意如下的特点；

电压：发电机电化为400/231V，电动机则为％0/220 V。

同步电动机的起动。

有阻尼绕组的有刷电动机，利用阻尼绕组作为起动笼型绕组，与异步机一样的方式起动，小容量可直接接入额定电压，大容量一般应降低电 压起动。为避免起动时，励磁绕组两端出现过电压，应在励磁绕组两端并入一个10倍拆的电 阻，在起动完成(速度达到同步转速)送人励磁电 流，电动机牵人同步后将该起动电阻切除。

没有阻尼绕组的电动机，或虽然有阻尼绕 组，但为无刷励磁的电动机，用异步起动法有困 难。比较现实的办法是用一个较小的辅助异步 电动机(约15%〜20%的额定容量）通过传动带 把它拖到.宅同步速度，然后接通端电压辑送人励 磁牵入同步。在事先应确定好电网的程序和电动化的旋转方向。

同步电动机的运行，可通过调节励滋电流来调节功率因数，获得无功补偿。对于自来水厂等需要无功补偿的单位，可以节省电费。

2)可控直接励破方式可控直接励磁麻式 又可分为晶闸管和大功率晶体管直接励磁义式。 其励磁线路由测量回路、触发回路、整流巧路和 起励回路等组成，为了减少电磁干扰的影响，励 踐功率一般不直接取自主绕组，而是利用空槽部 分设贸一套单相辅助绕组，且与主绕組正交。这 种励磁方式的优点是稳态电压调整率较好，温度补偿好，励磁效率较烏可达90%以上;缺点是端子无线电干扰大，线路比较复杂。

3)相复励励磁方式小型单相同步发电机 -般采用不控相复励励磁方式，其励磁系统的

电压源取自主绕组抽头戍另一组与主绕組同相位的副绕组，电流源取自电流互感器的二次侧。 茲种励滋方式的优点是线路简单、可靠性高、低温性能、无线电卡扰小，稳态调压率可达3%〜

5 %;其缺点是励磁装置的体积大、质量大，温度的补偿性:较差，励磁系统的效率仅为65%〜70%。

4)三次谐波励磁方式三次谐波励磁方式 又可分为可控三次谐波励滋系统和不可控王次E 赌波励磁系统。小型单相同步发电化多采用不可挖三次谐波励礎系统，因为其线路简单、运行、成本低;缺点是稳态电压调整率较差且工^ 芝分散性较大，电压波形的正弦性贿变率较大。 当对稳态电压调整率的要求较高时，可采用可控三次谐波励磁系统（即加上自动电压调节器

AVR)，一般采用励磁回路晶闸管分流方式。可按分流方式运行可靠，晶簡管不会发生过电施现象，无需设置起励凹路。

(二）计算特点1.电枢反应

单相同步发电机的电枢绕组所产生的电枢反应磁势是脉振磁势，磁势的基波幅值为Fa=〇.91a.Wa.Kdp/P>(A) 

式中Ia----- 电枢电流(A); 

W。一…电枢绕组串联巧数；

基波绕組系数：

足…极对数。

我们可把脉振磁势分解为两个幅值相等、 速度相同的两个方向相反的旋转磁势。设Fg, 为正序旋转磁势，Fa2为负序旋转磁势，其幅值 均为 

Ffa2 =Fa2=1/2Fa=0.451& • Wa • Kdp/p (A)

正序磁势和转子励磁磁势W同速、同方 向旋转，二者合成产生的旋转磁场，在电枢绕组中产牛所需要的感应电势。而负序磁势相 对定子lit速度为一ni的转速旋转，相对转子 IU速度为一2wi的转速旋转，在转子铁心、转子上的励磁绕组肌尼绕组中产生出二惦频率的感应电势和电流，则产生附加的铜耗和铁 耗，这是我们所不谣要的。由于同步电化转子的直轴和交轴的磁路和电路不一样，故负序电枢纽势所产生的反转磁场比较复杂，反转磁场所引起的小良反应将随其相对磁极的位貴而变化。在励磁绕组中所产生的倍频电流量加在實流励磁电流/f h，其合成电流的有效值为

I；=v7r+7i(A)

2.等值电路

同步屯机转T-直轴与交轴有不同的结构，因 磁路和电路的不对称而有不同的^轴和g轴的等值电路，如固3-17所示。图中Ra1,X1为电枢绕组的电阻和漏抗，x„qi为直、交轴正序 电枢反应电抗；Xad2、Xaq2为直、交轴负序电枢反应电抗;Rf、Xk为按全电流折巧到电枢绕组的励磁绕沮的电阻和漏祝;Rkd、Xkd为按全电流折算 到电枢绕组的直轴阻尼绕组电阳和漏抗；Rkq、 Xkf,为按全电流折到电枢绕组的交轴附尼绕组电阻和漏抗为转子转差率。

单相同步发电机在稳态运行（S = 0)时，正序电枢磁势不会在励磁绕组和阻尼绕纳中产生感应电流。由图3-17可知，此时圈3-17a中的Rf/2.v、Rkd/2.x 和图 3 - 17b 中的 Rkq/2s 趋于无穷大，也即柏当于与正序电枢反应电抗并联的支 路处于开路状态，这时稳态运行s= 0)时的等效电按巧序电

流（即按I/2)进行折算，有单相同步电机在稳态运行（s= 0)时的转子阻抗山负序电枢反应磁场引起产生的。