如何优化凸极同步电动机的电压平衡？

励磁磁通、电枢磁通和都是以同步转速同向旋转着，而且都要在定子绕组里感应电动势。励磁磁通在定子绕组里感应的电动势用表示；直轴电枢磁动势在定子绕组里感应的电动势用表示；交轴电枢磁动势在定子绕组里感应的电动势用表示。图4-4给出了同步电动机定子绕组各电量的正方向（电动机惯例）。于是，可以列出U相回路的电压平衡等式。

式中：ra为定子绕组一相的电阻；xa为定子绕组一相的漏电抗。

因磁路线性，Ead与Φad成正比，Φad与Fad成正比，Fad与Id成正比，所以Ead与Id成正比，即双反应理论为：

图4-4　同步电动机各电量的正方向（按电动机惯例）

图4-5　双反应电磁关系图

图中，xad为直轴电枢反应电抗；xaq为交轴电枢反应电抗。

对同一台电动机，xad、xaq都是常数，于是式（4-1）变为(www.xing528.com)

式中：xd为直轴同步电抗；xq为交轴同步电抗。对同一台电动机，xd和xq都是常数，可以用计算或试验的方法求得。

一般情况下，当同步电动机容量较大时，可忽略ra，于是

图4-6　凸极同步电动机φ＜90°（落后）的相量图

同步电机要想作为电动机运行，电源必须向电机定子绕组传输有功功率。从图4-4规定的电动机惯例，这时输入给电机的有功功率P1必须满足

P1=3UIcosφ＞0

即定子相电流的有功分量cosφ应与相电压同相位。可见，功率因数角φ必须小于90°，才能使电机运行于电动状态。