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同步電動機

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模拟时钟中使用的微型同步电动机。 转子由永磁体制成。

同步电动机是一種交流电动机转子旋转速度与所提供交流電頻率相同。原理是由交流電电动机定子處產生旋轉磁場,使电动机轉子旋轉。

在同步电动机的轉子有電磁鐵永久磁鐵,使用永久磁鐵的稱為永磁同步电动机,若有電路提供轉子電源的,即屬於雙饋型電動機英语Doubly-fed electric machine。同步电动机的定子所產生的磁場吸引轉子磁場的異極,由於定子所產生的磁場是以若干速度旋轉,因此轉子會隨著定子磁場的旋转速度,以相同的速度旋转。

同步电动机的特點是轉速固定,不受電源電壓的影響。只要电动机的負載低於其最大轉矩,轉速也不會受負載的影響。由於這種特性,同步电动机只能使用變頻器由調整電動機的電源頻率來進行調速。

無載的同步机即是同步调相机(Synchronous Condenser),其电流相位超前于电压,為一个電容性负载。因此,若一供电系统的負載為落後功率因數,可以無載的同步电动机来改进其功率因数,但此方法的運作成本十分高。現在,電力公司可使用静止无功补偿器(Static VAR Compensator)來提供無功功率(Q)。

类型[编辑]

电励磁式[编辑]

电励磁同步电机不能自动启动,所以在转子上还装有鼠笼式绕组而作为电动机启动之用,结构与异步电动机相似。电动机旋转之后,其速度慢慢增高到稍低于旋转磁场的转速,此时转子磁场线圈经由直流电来激励,使转子上面形成一定的磁极,这些磁极就企图跟踪定子上的旋转磁极,这样就增加电动机转子的速率直至与旋转磁场同步旋转为止。

永磁无刷[编辑]

永磁同步馬達(permanent-magnet synchronous motor縮寫:PMSM)是指一種轉子永久磁鐵代替繞線的同步馬達

磁阻式[编辑]

磁阻馬達(Reluctance motor)可以再細分為同步磁阻馬達Synchronous reluctance motors,縮寫:SynRM)和切換式磁阻馬達Switched Reluctance Motor,縮寫:SRM)。

穩定性極限[编辑]

電動機[编辑]

其中

转矩
是转矩角
是最大转矩

這裡

如果負載增加,转矩角會增加。當转矩角達到90度,转矩達到最大值。如果負載再增加,電機將會失去同步状態。[1][2]

發電機[编辑]

如果是發電機,則變成

其中

是發電機與電網電壓的相差(若相差是零,即兩者電壓相同,沒有電流和功率輸出)

參考資料[编辑]

  1. ^ Dubey, G K. Fundamentals of electrical drives. Narosa publishing chennai. : 254. 
  2. ^ Pillai, S K. A First Course On Electrical Drives second. New age international. : 25. 

參見[编辑]