第1页共12页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共12页一.實習項目:交流同步電動機特性實驗二.實習目的:(一)學習同步電動機之起動法.(二)瞭解同步電動機之相位特性(V型曲線).(三)瞭解同步電動機負載變化時之輸入、輸出、功因及轉矩之變化特性.三.相關知識:(一)同步電動機之起動同步電動機,在靜止時,於定部繞阻加上一交流電源,則電樞線圈邊A及B之瞬時電流方向如圖一(a)所示,根據夫來明右手定則將產生一電磁轉矩,使導體向右移,但導體固定而使磁場向左移動.在另一半週時,線圈內電流之方向改變了如圖一(b)所示,由於轉子之大轉動慣量,轉子來不及加速而使磁極之轉矩方向亦隨之改變,故在一秒鐘內正反轉矩各變動60次合成轉矩零圖一若以某些方法,使轉部向順時鐘方向轉動,且其轉速接近同步轉速時,二所示電流方向改變了,而轉部磁極原來在A導體的亦向前移至C導體而產生同一方向之轉矩.圖二起動同步電動機之步驟為(1)藉外力或別的做用先將同步電動機轉子轉到同步轉速附近.第2页共12页第1页共12页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共12页(2)加直流激磁使轉部達到同步轉速.使同步電動機起動,使轉速接近同步轉速之方法有感應起動法及輔助起動法兩種.1.感應起動法-利用同步電動機轉部極面槽內之鼠籠式結構的阻尼繞阻,藉感應電動機之原理,使轉部轉動,然後再藉轉部直流激磁所發生之同步化轉矩引入同步.2.輔助起動法,此法又可分為下列數種:(1)在同部電動機軸上耦合一直流電動機:一般同步電動機是做為驅動直流發電機,但為了達到同步,可以先將直流發電機做為電動機以起動同步電動機,一但接近同步速率時,將激磁電流送入同步電動機,而使電動機得以整步.(2)把場激磁發電機當做直流電動機:此法與(1)最大不同是激磁機(直流分機發電機)係作為電動機使用,和同步電動機及交流電源同步.(3)以裝於同一軸上之感應電動機起動:此種感應電動機必須比起動電動機有較少極數(最好少兩極),因而有較高之同步速率,先將同步電動機升高至同步速率以上.將交流電流及直流電流同時加入電樞及磁場繞阻中藉以引入轉距,使同步電動機轉子達到同步速率.(二)變化激磁電流If時,電樞電流Ia及功因(cosψ)均隨之改變其原理如下:1.當直流激磁電流增加至某值時,使電樞電流Ia與外施電壓Vp同相,功因為1此法稱為正激,如圖三(a)所示.3.若增加同步電動機之激磁電流,因其速率恒等於同步速率,故其感應之反電勢Egp一定升高,大於外施電壓Vp,此種激磁法稱為過激.如圖三(b)所示,因V一定,Egp增加,而Er為Egp與Vp之相量和,故Er向反時針方向移動.而電流Ia與Er間之角度87度是一常數,故電流Ia亦反時針方向移動,使得電樞電流Ia較外施電壓Vp越前θ角度,故改變激磁電流可改變功因角。4.若降低同步電動機之激磁電流,因其速率恆等於同步速率,故其感應之電勢Egp一定降低而低於外施電壓Vp,此種激磁方法稱為欠激。如圖三(c)所示,而Er為Egp與Vp之和,Vp一定,故Er向順時針方向移動,使電樞電流Ia與Er間之角一定為87度故亦向反時針方向移動,使電樞電流Ia較外施電壓Vp滯後一角度。第3页共12页第2页共12页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共12页圖三由上可知在一定之外施電壓及負載之下,若改變其激磁電流,則可改善同步電動機之電樞電流及相位。在負載一定時,電樞電流Ia與激磁電流If之關係曲線,略成V曲線。圖四中,曲線1、2、3各表示無載、半載及滿時之V曲線(I-If)。在極低激磁時,電樞電流大而相位滯後激磁電流漸增,則電樞電流小,直至最低值時,若激磁電流繼續增,則電樞電流又開始增大,並且相位越前。換言之,即電流If由低值變成高值,電動機由欠激變成過激當電樞電流Ia最小時之激磁稱為正激,cosθ=1,若激磁大於此值(過激),此時電樞電流越前。反之滯後。圖四之1’、2’、3’為表示各對1、2、3之功因變化曲線稱為倒V曲線。點線為各負載下之V曲線之最小電樞電流值之軌跡,在此點線上,cosθ=1。圖四V曲線及倒V曲線(三)同步電動機之負載特性同步電動機之轉速乃由頻率及極數決定,故轉部只能以同步轉速、轉動。當負載變動時,其輸入、輸出、效率、功因及轉矩等均發生變化。圖五(a)、(b)、...
