同步电机和感应电机一样是一种常用的交流电机。特点是:稳态运行时,转子的转速和电网频率之间有不变的关系n=ns=60f/p,ns成为同步转速。若电网的频率不变,则稳态时同步电机的转速恒为常数而与负载的大小无关。同步电机分为同步发电机和同步电动机。现代发电厂中的交流机以同步电机为主。
工作原理
主磁场的建立:励磁绕组通以直流励磁电流,建立极性相间的励磁磁场,即建立起主磁场。
载流导体:三相对称的电枢绕组充当功率绕组,成为感应电势或者感应电流的载体。
切割运动:原动机拖动转子旋转(给电机输入机械能),极性相间的励磁磁场随轴一起旋转并顺次切割定子各相绕组(相当于绕组的导体反向切割励磁磁场)。[2]
交变电势的产生:由于电枢绕组与主磁场之间的相对切割运动,电枢绕组中将会感应出大小和方向按周期性变化的三 相 对称交变电势。通过引出线,即可提供交流电源。
交变性与对称性:由于旋转磁场极性相间,使得感应电势的极性交变;由于电枢绕组的对称性,保证了感应电势的三相对称性。[2]
电动机是各工矿企业必不可不的生产设备。如何使电动机在生产中降低能耗、节约电能、发挥较大效益?应从以下几个方面综合考虑。
合理选用电动机类型。Y系列电动机是全国统一设计的新系列产品,是国内目前较先进的异步电动机,其优点是效率高、节能、启动性能好。新购电动机时,应首先考虑选用高效节能的品牌,然后按需要考虑其他性能指标,以利节约电能。
合理选用电动机的额定容量。国家对三相异步电动机3个运行区域作了如下规定:负载率在70%~**之间为经济运行区;负载率在40%~70%之间为一般运行区;负载率在40%以下为非经济运行区。若电动机容量选得过大,虽然能保证设备正常运行,但不仅增加了投资,而且它的效率和功率因数也都很低,造成电力的浪费。因此考虑到既能满足设备运行的需要,又能使其尽可能地提高效率,一般负载率保持在60%~**较为理想。
老式电动机的节能改造:(1)更换电动机的外风扇,将电动机的外风扇改为节能型,对于不同型号的电动机,有对应的节能型风扇产品可供选用,主要用于单方向运转的2较和4较电动机,改后可提高效率1.35%~2.55%。(2)采用新的绝缘材料增大导线截面积。对于沥青云母带浸胶绝缘的高压电动机,在定子线圈大修时,可采用环氧玻璃粉云母带绝缘达到节能目的。
电动机的变频调速。采用其他连续调速运行方式,使用调压调速器、变较电动机、电磁耦合调速器、变频调速装置等。
提高电动机的电压。当异步电动机轻载时,降低其外在的电源电压,可以实现节能。
提高功率因数。在异步电动机的出线端并联适量的电容进行无功补偿,可提高功率因数,减少无功损耗,有效实现了节约电能。