同步電機中的轉矩
同步電機轉矩
任何同步電機產生的機械功率 (Pm) 可以表示為 -
$$\mathrm{P_{m}=\frac{2πN_{S}\tau_{g}}{60}\:瓦特\:\:\:\:\:\:...(1)}$$
此外,產生的機械功率 (Pm) 為:
$$\mathrm{P_{m}=VI_{a}Cos(δ-φ)\:\:\:\:\:\:...(2)}$$
其中,
NS 是同步速度,單位為 RPM。
τg是總轉矩,單位為 N-m。
因此,同步電機的總轉矩由下式給出:
$$\mathrm{\tau_{g}=\frac{60}{2π}\frac{P_{m}}{N_{S}}=9.55\times\frac{P_{m}}{N_{S}}N-m\:\:\:\:\:\:...(3)}$$
軸轉矩由下式給出:
$$\mathrm{\tau_{sh}=9.55\times\frac{P_{o}}{N_{S}}N-m\:\:\:\:\:\:...(4)}$$
其中,Po是電機軸上的機械輸出功率。
從公式 (3) 和 (4) 可以看出,由於電機速度恆定,即同步速度 (NS),因此轉矩與機械功率成正比。
同步電機中的轉矩型別
為了為特定應用選擇同步電機,需要考慮以下轉矩:
拉入轉矩
由於同步電機是作為非同步電機啟動的,並且以低於同步速度 2% 到 5% 的速度執行。然後,施加直流勵磁電壓,並且轉子與定子的旋轉磁場同步,定子的旋轉磁場以同步速度旋轉。因此,在額定電壓和頻率下,當對電機施加直流勵磁時,同步電機將在其下將連線的負載拉入同步狀態的最大轉矩稱為拉入轉矩。
拉出轉矩
可以施加到同步電機的機械負載是有限制的。隨著負載的增加,轉矩角 (δ) 也隨之增加,因此當轉子被拉出同步狀態並且電機停止時,就會達到一個階段。因此,同步電機在額定電壓和頻率下可以在不失去同步的情況下產生的最大負載轉矩稱為拉出轉矩或過載轉矩。
轉子鎖定轉矩
轉子鎖定轉矩是在轉子鎖定(即靜止轉子)且任何轉子角度位置下,在額定電壓和頻率下施加到電機的條件下,同步電機產生的最小轉矩值。轉子鎖定轉矩由電機的電樞繞組提供。
執行轉矩
同步電機在執行條件下產生的轉矩稱為執行轉矩。執行轉矩由電機的額定功率和速度決定。
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