同步电动机的特性和起动特性

同步电动机的机械特性具有水平直线的形式，即其转速不依赖于负载（图1，a）。随着负载增加，角度 θ 增加——网络电压矢量 Uc 和定子绕组 E0 的电动势之间的角度（图 1，b）。

从矢量图中可以推导出电磁矩的公式

M = (m1/ω1)(U1E0 / x1) sinθ,

式中 m1——定子相数； ω1——定子磁场的角速度； U1——定子电压； E0——定子绕组中感应的电动势； NS1——定子绕组的电感电阻； θ——定转子磁化力矢量夹角。从这个公式可以看出，力矩根据正弦规律随负载变化（图 1，c）。
空载角θ=0，即电压和电动势同相。这意味着定子磁场和转子磁场方向重合，即它们之间的空间角为零。

米。 1.同步电动机特性（a、b）及矢量图（6）： I——定子电流； r1——定子绕组有源电阻； x1 — 漏电流和电枢电流产生的电感电阻

随着负载增加，扭矩增加并在 θ = 80°（曲线 1）处达到临界最大值，电机能够在给定的电网电压和励磁电流下产生该值。

通常标称角度θ数为（25≈30）°，比临界值低三倍，因此电机的过载能力为Mmax / Mnom = 1.5 + 3。较大的值适用于隐性显极电机转子和较小的转子 - 带有明显的转子。在第二种情况下，特性（曲线 2）在 θ = 65° 处有一个临界力矩，这是由反作用力矩的影响引起的。

为了在过载或降低电源电压时电机不同步，可以临时增加励磁电流，即使用强制模式。

匀速旋转，启动绕组不影响电机运转。当负载变化时，角度θ发生变化，伴随着速度的增加或减少。这时启动绕组开始起稳压作用。其中产生的异步扭矩消除了转子速度的波动。

同步电机具有以下初始特性：

• Az* n = AzNS //Aznom——启动初始时刻流经定子的启动电流的倍数；
• M * n = Mn / Mnom——启动转矩的倍数，取决于启动线圈的杆数及其有效电阻；
• M * in = MVh / Mnom — 在转差 s = 0.05 时电机进入同步之前在异步模式下产生的一组输入转矩；
• M * max = Mmax / Mnoy — 电机同步模式下最大转矩的设定；
• U* n = Un • 100 /U1 — 启动时的最低允许定子电压，%。

同步电驱动用于不需要频繁启动和速度控制的装置，例如风扇、泵、压缩机。同步电动机的效率高于异步电动机，它可以过励磁工作，即。具有负角 φ，因此 补偿电感功率 其他用户。

虽然同步电机设计更复杂，需要直流电源，并且有滑环，但它比感应电机更具成本效益，特别是在驱动强大的机构时。