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交流同步电机特性

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同步电动机是理想的应用要求恒定的转子转速独立于不同的轴负荷, 几乎无处不在的发电厂调节频率和电压。同步电机由称为转子的内旋芯和称为定子的外固定环组成。转子磁场是固定的, 是使用永磁或直流电源产生的。在三相同步电动机中, 电流流向机器的定子, 每个相连接到它自己单独的定子线圈组。这产生一个独立的旋转磁场, 对应于电源线电流的振荡。定子和转子磁场耦合或锁定, 导致转子的转速与定子磁场的旋转速度完全相同。该视频的总体目标是引入三相同步机, 演示启动和锁定转子和定子磁场的协议, 并说明了在扭矩角上找到电机负载影响的协议。

为了克服定子和转子磁场对齐前的初始惯性, 三相同步电机最初是作为异步电动机运行的。在这个过程中, 定子的旋转磁场在鼠笼转子中感应电流, 随后在转子周围产生磁场并诱导旋转。一旦机器的速度接近同步速度, 直流电压将被应用到整个场绕组。从这一点上, 电磁励磁控制转子磁场。随着转子磁场的固定, 转子和定子磁场变得锁定, 实现转子-定子的同步。因此, 同步电机的转速由定子磁场转速控制, 且与负载无关。当转子负载不影响转子的速度在一个同步电机, 它确实导致转子拉下降轻微背后的定子拉。当马达继续以同步速度运行时, 角位移被称为扭矩角, 它在较低的载荷下较小, 在较高的载荷下更大。随着机械荷载的增加, 扭矩角增大, 直到角高, 转子被拉出的同步。因此, 这种高的机械负荷高于电机所能承受的极限, 被称为击穿扭矩。现在已经介绍了同步电动机, 我们将演示启动、同步和特性化的过程。

在启动同步电动机之前, 测试用于锁定转子和定子磁场的直流电源。一、短路低功率直流电源并开机。将电源上的电流减少到一点八安培, 然后关闭电源并断开短路。直流试验测量定子绕组电阻。首先, 将直流电源终端连接到同步电机的第一和四端口, 并打开电源。然后, 在这些端口上记录直流电压和电流。根据需要更改电压, 以达到电流限制的1点八安培。记录电压, 然后关闭电源。重复端口2和五的电压和电流测量, 然后对端口三和六进行描述。最后, 断开直流电源以完成 dc 测试。

在该协议的下一步中, 同步电机启动在异步电动机的模式, 然后转子和定子磁场被锁定。首先, 检查三相断开开关、同步电机开关和直流电机开关是否全部关闭。然后, 检查调压器设置为零百分比输出电压。设备关闭后, 将调压器连接至三相插座, 并将安装程序按所示进行连线。然后, 将一小片胶带连接到交流同步电机转子轴上。最后, 设置五到 100 A 级的数字功率计电流探头。现在, 启动电机的电源设备上。首先, 检查 "开始运行" 开关是否在 "开始" 位置。第二, 打开三相断开开关。第三, 快速增加调压器输出, 直到数字功率计读数约115伏。这些测量对应于相 A, 线到中性相电压和电流, 使功率因数测量正确地反映了每个相位功率因数。然后, 在感应模式下测量电机转矩。最后, 利用频闪光技术测量电机转速。有关此技术的更多信息, 请参阅科学教育视频 "DC 马达"。随着机器的启动和初始参数的测量, 它已经准备好同步。首先, 打开125伏直流电源。然后, 翻转 "开始运行" 切换到 "运行" 位置。注意机器声音的变化。作为转子磁场锁定到定子旋转磁场, 机器的声音变得更顺畅。与转子和定子磁场锁定, 或同步, 测量电枢电流和电压, 功率, 功率因数。然后, 从直流电源显示器上测量现场电压和电流。其次, 测量机械特性、扭矩和速度。最后, 关闭从直流电源开始的设备。然后, 将 "开始运行" 切换到 "开始" 位置, 并将调压器返回到零百分比输出。最后, 关闭三相断开开关。

当直流电机机械耦合到同步电机提供机械负载时, 同步电动机的转矩角可以通过直流电机中的并联励磁场电流来修正。该协议检查电机场负荷和扭矩角之间的关系。随着设备的关闭, 连接设置如图所示, 并设置分流负载电阻到两公斤欧姆。现在, 按前面描述的那样对设备通电。记录电气和机械参数。其次, 记录扭矩角与分流场加载。为此, 请使用频闪来直观地冻结同步电机的轴。调整的频闪频率使用 ' 课程 ', 以近似匹配 1800 RPM, 同步速度四拉60赫兹机。然后, 瞄准电机轴的边缘的闪光灯, 并调整 "罚款", 直到轴出现平稳最初, 测量的扭矩角与 RL 设置为200欧姆, 并开关 S1 和 S2 关闭。然后, 重复的角度测量与分流场加载如下。翻转 S1 和测量角度三角洲一, 然后打开 S2 和测量角度三角洲二。最后, 关闭 S2, 将 RL 更改为300欧姆, 然后重新打开 S2。最后, 如前所述关闭设备。

直流相位电阻估计为直流电压与直流电流的比值, 当应用在相位端子和中性点之间时。相位电阻会造成机器的损耗, 并导致整个电枢的电压下降。将直流电压施加到现场绕组, 测量场电流, 以类似的方式测量电场电阻。场电阻控制现场电流。场电压可随固定场电阻变化而改变场电流。最后, 通过改变直流电机的分流场电流, 增加了机械负载, 使扭矩角变大。机器的实际功率, 然后与扭矩角, 如图所示。这告诉我们, 当扭矩角为零时, 输出功率最高。

同步机是常见的应用需要恒定的速度在电机的轴与非常严格的速度条例。三相绕线式转子同步发电机是全球电力的主要来源。为了使发电机与电网连接, 发电机输出电压中的三因素必须与电网、震级、频率和相位序列相匹配。在大型发电厂中, 通常采用自动同步器, 在科学教育视频 "交流同步机同步" 的情况下, 给出了一种简单的方法。同步电动机通常用于简单的设备, 如球磨机。球磨机是一种通过旋转含有小金属球的圆柱体来混合和研磨材料的装置。球的冲击研磨的材料放在气缸内。这些磨床经常用于混合材料, 如油漆, 或粉碎材料, 如植物的谷物。

你刚才看了朱庇特介绍交流同步电机特性。您现在应该了解交流同步机是如何工作的, 如何启动和同步机器, 以及识别电机负载对扭矩角的影响。谢谢收看

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