同步电动机的启动、调速、反转与制动技术

1.同步电动机的启动

同步电动机是没有启动转矩的，所以，当定子绕组通电以后，转子是不能自行启动的。这是因为同步电动机启动时，转子尚未转动，即转子转速n=0，转子绕组中通入直流励磁电流，将产生一个静止不动的恒定磁场。此时，定子、转子磁场之间存在着相对运动，两者相互作用的情况是一会儿产生吸引力，使转子逆时针方向旋转，如图5.33（a）所示；一会儿又产生排斥力，使转子顺时针方向旋转，如图5.33（b）所示。在定子旋转磁场旋转一周内，定子旋转磁场与转子磁场的电磁吸引力所产生的转矩在一个周期内要改变两次方向，作用于转子的平均电磁转矩为零，因此，同步电动机不能自行启动，必须采取必要的启动措施。

图5.33　同步电动机的启动

同步电动机常用的启动方法有异步启动法、辅助电动机启动法和调频同步启动法三种，应用最多的是异步启动法。

为了实现同步电动机的异步启动，在转子磁极的极靴上装有类似于异步电动机的笼形绕组，也称启动绕组。同步电动机的启动绕组一般用铜条制成，两端用铜环短接。

异步启动控制电路如图5.34所示。启动时，先在转子励磁回路中串入一个5～10倍励磁绕组电阻的附加电阻，开关S2 合至位置A，使转子励磁绕组构成闭合回路。然后，将定子电源开关S1 闭合，定子绕组通入三相交流电流产生旋转磁场，利用异步电动机的启动原理将转子启动。当转速上升到接近同步转速（95%n0）时，迅速将开关S2 由位置A 合至位置B 上，给转子的励磁绕组通入直流电励磁，依靠定子、转子磁极之间的电磁吸引力产生同步转矩，将转子牵入同步运行。(www.xing528.com)

图5.34　同步电动机异步启动控制电路

1—同步电动机；2—励磁绕组；3—笼形启动绕组

2.同步电动机的调速

一般由三相同步电动机、变频器及磁极位置检测器，再配上控制装置等，就构成了自控式同步电动机调速系统。改变自控式同步电动机电枢电压即可调节其转速，并具有类似直流电动机的调速特性，但不像直流电动机那样需要换相器，所以也称无换相器电动机。

3.同步电动机的反转与制动

同步电动机的反转与三相异步电动机反转的方法相同，只需将三相电源进线中的任意两相对调，定子的旋转磁场方向就会改变，同步电动机反转。同步电动机的制动均采用能耗制动。