同步电动机无刷励磁原理及故障分析.ppt

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及故障分析
大电机作业区
目录
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02
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同步电动机起动原理
同步电机异步起动特点
同步电动机无刷励磁故障案例分析
同步电动机只有在定子旋转磁场与转子励磁磁场相对静止
时，才能得到平均电磁转矩。如将静止的同步电动机励磁后直接
投入电网，这时定子旋转磁场与转子磁场间以同步转速n1作相对
运动，转子受到交变的脉动转矩，其平均值为零，电机不能起动
。所以必须借助其他方式来起动。
一、同步电动机起动原理
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通常选用和同步电动机极数相同的感应电动机（容量为主机的5%～15%）作为辅助电动机。先用辅助电动机将主机拖到接近同步转速，然后用自整步法将其投入电网，再切断辅助电动机电源。这种方法只适用于空载起动，而且所需设备多，操作复杂。
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此法实质上是改变定子旋转磁场转速利用同步转矩来起动。在起动开始时，转子加上励磁，定子电源的频率调得很低，然后逐步增加到额定频率，使转子的转速随着定子旋转磁场的转速而同步上升，直到额定转速。采用此法须有变频电源，而且励磁机与电动机必须是非同轴的，否则在最初转速很低时无法产生所需的励磁电压。
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同步电动机多数在转子上装有类似于感应电动机的笼型起动绕组（即阻尼绕组）。同步电动机异步起动的原理接线如下图所示。起动时，先把励磁绕组接到约为励磁绕组电阻值10倍的附加电阻，然后用感应电动机起动方法，将定子投入电网使之依靠异步转矩起动。当转速上升到接近同步转速时，再加入励磁电流，依靠同步电磁转矩将转子牵入同步。
二、异步启动方式原特点
无刷同步电动机励磁系统结构
无刷同步电动机励磁系统结构如图所示，其中励磁发电机与同步电动机同轴转动。
无刷励磁结构将永磁发电机、交流励磁机、三相桥式整流装置及放电电阻等均安装在同步电机的转子同一轴上，励磁电流可以直接供给同步电动机的励磁绕组，不必通过电刷、滑环等部件，体积小，防爆性能可靠，运行稳定，维护方便。
无刷励磁特点
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制氧2号空分13700同步电机励磁原理
三、故障案例分析
该电机起动方式为自耦变压2级降压异步起动，第一级为55%，加速时间42s；第二级为75%，加速时间5s。由于同步电机异步起动时，起动瞬间定子产生三相对称旋转磁场，旋转速度为同步速，转子由于惯性作用速度为0，因此起动瞬间电机的转差为1。根据电磁感应原理，转子绕组中产生感应电压。其大小为：