啟動同步電動機的典型方案

同步電機在工業中廣泛用於恆速運行的電力驅動（壓縮機、泵等）。最近，由於開關半導體技術的出現，開發了可控同步電驅動器。

同步電機的優點

同步電機比異步電機稍微複雜一些，但它有很多優點，這使得在某些情況下可以使用它來代替異步電機。

1、同步電動機的主要優點是能夠獲得無功能量的最佳模式，這是通過自動調節電動機的勵磁電流來實現的。同步電機可以在不消耗或向網絡提供無功能量的情況下以等於 1 的功率因數 (cos fi) 運行。如果企業需要產生無功功率，則可以通過過勵磁運行的同步電動機將其提供給電網。

2.與異步電機相比，同步電機對電源電壓波動的敏感度較低。它們的最大轉矩與線電壓成正比，而感應電動機的臨界轉矩與電壓的平方成正比。

3、同步電動機過載能力高。此外，同步電機的過載能力可以通過增加勵磁電流來自動增加，例如，在電機軸上的負載突然短期增加的情況下。

4. 同步電動機在其過載能力範圍內，對於任何軸負載，其轉速都保持不變。

同步電動機的啟動方法

可以採用以下啟動同步電動機的方法：全線電壓異步啟動和通過電抗器或低電壓啟動自耦變壓器.

同步電動機的啟動作為異步啟動執行。同步機內部啟動轉矩小，而隱極電機內部啟動轉矩為零。為了產生異步扭矩，轉子配備了鼠籠式啟動籠，其桿插入磁極系統的槽中。（當然，凸極電機的兩極之間沒有桿。）相同的電池有助於提高電機在負載尖峰期間的動態穩定性。

由於異步轉矩，電機啟動並加速。加速時轉子繞組中沒有勵磁電流。機器在未勵磁的情況下啟動，因為勵磁磁極的存在會使加速過程複雜化，從而在動態制動期間產生類似於感應電動機的製動力矩。

當所謂的次同步速度與同步速度相差 3 - 5%，電流被提供給勵磁線圈和電機，在圍繞平衡位置多次振盪後，被吸引到同步。明極電機，由於低軸扭矩時的反扭矩，有時會在不向勵磁線圈提供電流的情況下進入同步狀態。

在同步電機中，很難同時提供所需的啟動轉矩和輸入轉矩的值，輸入轉矩理解為當轉速達到同步轉速的95%時產生的異步轉矩。根據靜力矩對速度的依賴性，即根據電機設計的機構類型，必須在電機製造廠更改啟動單元的參數。

有時，為了限制啟動大功率電機時的電流，會降低定子端的電壓，包括串聯自耦變壓器或電阻的繞組。需要注意的是，同步電動機啟動時，勵磁繞組的迴路閉合有一個很大的電阻，超過繞組本身電阻的5-10倍。

否則，在啟動時繞組中感應電流的作用下，會產生脈動磁通，其反向分量與定子電流相互作用，產生製動力矩。該扭矩在略高於額定速度一半的速度下達到其最大值，並且在其影響下發動機可以在該速度下停止加速。在啟動期間保持勵磁電路開路是危險的，因為繞組絕緣可能會被其中感應的 EMF 損壞。

教育膠片——1966年教材廠製作的《同步電動機》。您可以在這裡觀看：幻燈片《同步電機》

同步電動機的異步啟動

帶有盲接勵磁機的同步電機的勵磁電路非常簡單，如果浪湧電流不會導致網絡中的電壓降超過允許和統計扭矩 Ms <0.4 Mnom，則可以使用。

同步電動機的異步啟動是通過將定子連接到網絡來實現的。電機作為感應電機被加速到接近同步的轉速。

在異步啟動過程中，勵磁繞組與放電電阻閉合以避免在啟動過程中勵磁繞組被破壞，因為在低轉子速度下可能會在其中發生顯著的過電壓。在接近同步的轉速下，接觸器KM被觸發（圖中未畫出接觸器的供電迴路），勵磁線圈與放電電阻斷開，與勵磁機的銜鐵相連。開始結束。

晶閘管勵磁機啟動同步電動機的同步電動機勵磁電路典型裝置

大多數使用同步電機的電驅動器的弱點，使操作變得非常複雜並增加了成本，多年來一直是電機的激勵器。如今，它們被廣泛用於同步電機的勵磁。晶閘管勵磁器……它們是成套提供的。

同步電動機的晶閘管勵磁機更可靠，效率更高。與電機勵磁機相比。在他們的幫助下，有關激勵電流最佳調節以保持恆定的問題很容易解決。 cos phi，為同步電機供電的母線電壓，以及在緊急模式下限制同步電機的轉子和定子電流。

晶閘管勵磁機配備大多數製造的大型同步電動機。他們通常執行以下功能：

如果同步電動機以降低的電壓啟動，則在“輕”啟動時，它會被激勵，直到定子繞組以全電壓打開，而在“重”啟動時，勵磁在定子電路中以全電壓提供。可以將電機勵磁繞組與放電電阻串聯連接到勵磁機的電樞。

向同步電機提供勵磁的過程以兩種方式自動化：作為速度的函數和作為電流的函數。

同步電動機的勵磁系統和控制裝置必須具備：

在圖中所示的圖表中，使用直流電磁繼電器 KT（套筒時間繼電器）向同步電動機提供勵磁。繼電器線圈通過VD二極管連接到放電電阻Rdisc。當定子繞組連接到電源時，電機勵磁繞組中會感應出電動勢。直流電流流過 KT 繼電器的線圈，其脈衝的幅度和頻率取決於滑差。

同步電動機的勵磁電源取決於速度

啟動時，滑差 S = 1。隨著電機加速，滑差減小，電流校正半波之間的間隔增加；磁通量沿曲線 Ф (t) 逐漸減小。

在接近同步的速度下，繼電器的磁通量在電流未通過 KT 繼電器的瞬間設法達到繼電器釋放磁通量 Fot 的值。繼電器失電並通過其觸點創建 KM 接觸器的電源電路（圖中未顯示 KM 接觸器的電源電路）。

考慮使用電流繼電器控制電流功能中的電源。利用啟動電流，電流繼電器 KA 被激活並打開其在接觸器 KM2 電路中的觸點。

時間繼電器KT電流和磁通量變化圖

監測同步電機的勵磁作為電流的函數

在接近同步的速度下，KA 繼電器消失並閉合其在 KM2 接觸器電路中的觸點。接觸器 KM2 激活，閉合其在電機勵磁電路中的觸點並分流電阻器 Rres。