启动同步电动机的典型方案

同步电机在工业中广泛用于恒速运行的电力驱动（压缩机、泵等）。最近，由于开关半导体技术的出现，开发了可控同步电驱动器。

同步电机的优点

同步电机比异步电机稍微复杂一些，但它有很多优点，这使得在某些情况下可以使用它来代替异步电机。

1、同步电动机的主要优点是能够获得无功能量的最佳模式，这是通过自动调节电动机的励磁电流来实现的。同步电机可以在不消耗或向网络提供无功能量的情况下以等于 1 的功率因数 (cos fi) 运行。如果企业需要产生无功功率，则可以通过过励磁运行的同步电动机将其提供给电网。

2.与异步电机相比，同步电机对电源电压波动的敏感度较低。它们的最大转矩与线电压成正比，而感应电动机的临界转矩与电压的平方成正比。

3、同步电动机过载能力高。此外，同步电机的过载能力可以通过增加励磁电流来自动增加，例如，在电机轴上的负载突然短期增加的情况下。

4. 同步电动机在其过载能力范围内，对于任何轴负载，其转速都保持不变。

同步电动机的启动方法

可以采用以下启动同步电动机的方法：全线电压异步启动和通过电抗器或低电压启动自耦变压器.

同步电动机的启动作为异步启动执行。同步机内部启动转矩小，而隐极电机内部启动转矩为零。为了产生异步扭矩，转子配备了鼠笼式启动笼，其杆插入磁极系统的槽中。（当然，凸极电机的两极之间没有杆。）相同的电池有助于提高电机在负载尖峰期间的动态稳定性。

由于异步转矩，电机启动并加速。加速时转子绕组中没有励磁电流。机器在未励磁的情况下启动，因为励磁磁极的存在会使加速过程复杂化，从而在动态制动期间产生类似于感应电动机的制动力矩。

当所谓的次同步速度与同步速度相差 3 - 5%，电流被提供给励磁线圈和电机，在围绕平衡位置多次振荡后，被吸引到同步。明极电机，由于低轴扭矩时的反扭矩，有时会在不向励磁线圈提供电流的情况下进入同步状态。

在同步电机中，很难同时提供所需的启动转矩和输入转矩的值，输入转矩理解为当转速达到同步转速的95%时产生的异步转矩。根据静力矩对速度的依赖性，即根据电机设计的机构类型，必须在电机制造厂更改启动单元的参数。

有时，为了限制启动大功率电机时的电流，会降低定子端的电压，包括串联自耦变压器或电阻的绕组。需要注意的是，同步电动机启动时，励磁绕组的回路闭合有一个很大的电阻，超过绕组本身电阻的5-10倍。

否则，在启动时绕组中感应电流的作用下，会产生脉动磁通，其反向分量与定子电流相互作用，产生制动力矩。该扭矩在略高于额定速度一半的速度下达到其最大值，并且在其影响下发动机可以在该速度下停止加速。在启动期间保持励磁电路开路是危险的，因为绕组绝缘可能会被其中感应的 EMF 损坏。

教育胶片——1966年教材厂制作的《同步电动机》。您可以在这里观看：幻灯片《同步电机》

同步电动机的异步启动

带有盲接励磁机的同步电机的励磁电路非常简单，如果浪涌电流不会导致网络中的电压降超过允许和统计扭矩 Ms <0.4 Mnom，则可以使用。

同步电动机的异步启动是通过将定子连接到网络来实现的。电机作为感应电机被加速到接近同步的转速。

在异步启动过程中，励磁绕组与放电电阻闭合以避免在启动过程中励磁绕组被破坏，因为在低转子速度下可能会在其中发生显着的过电压。在接近同步的转速下，接触器KM被触发（图中未画出接触器的供电回路），励磁线圈与放电电阻断开，与励磁机的衔铁相连。开始结束。

晶闸管励磁机启动同步电动机的同步电动机励磁电路典型装置

大多数使用同步电机的电驱动器的弱点，使操作大大复杂化并增加了成本，多年来一直是电机的激励器。如今，它们被广泛用于同步电机的励磁。晶闸管励磁器……它们是成套提供的。

同步电动机的晶闸管励磁机更可靠，效率更高。与电机励磁机相比。在他们的帮助下，有关激励电流最佳调节以保持恒定的问题很容易解决。 cos phi，为同步电机供电的母线电压，以及在紧急模式下限制同步电机的转子和定子电流。

晶闸管励磁机配备大多数制造的大型同步电动机。他们通常执行以下功能：

如果同步电动机以降低的电压启动，则在“轻”启动时，它会被激励，直到定子绕组以全电压打开，而在“重”启动时，励磁在定子电路中以全电压提供。可以将电机励磁绕组与放电电阻串联连接到励磁机的电枢。

向同步电机提供励磁的过程以两种方式自动化：作为速度的函数和作为电流的函数。

同步电动机的励磁系统和控制装置必须具备：

在图中所示的图表中，使用直流电磁继电器 KT（套筒时间继电器）向同步电动机提供励磁。继电器线圈通过VD二极管连接到放电电阻Rdisc。当定子绕组连接到电源时，电机励磁绕组中会感应出电动势。直流电流流过 KT 继电器的线圈，其脉冲的幅度和频率取决于滑差。

同步电动机的励磁电源取决于速度

启动时，滑差 S = 1。随着电机加速，滑差减小，电流校正半波之间的间隔增加；磁通量沿曲线 Ф (t) 逐渐减小。

在接近同步的速度下，继电器的磁通量在电流未通过 KT 继电器的瞬间设法达到继电器释放磁通量 Fot 的值。继电器失电并通过其触点创建 KM 接触器的电源电路（图中未显示 KM 接触器的电源电路）。

考虑使用电流继电器控制电流功能中的电源。利用启动电流，电流继电器 KA 被激活并打开其在接触器 KM2 电路中的触点。

时间继电器KT电流和磁通量变化图

监测同步电机的励磁作为电流的函数

在接近同步的速度下，KA 继电器消失并闭合其在 KM2 接触器电路中的触点。接触器 KM2 激活，闭合其在电机励磁电路中的触点并分流电阻器 Rres。