同步电动机的稳定运行优化方案

如图4-10所示的隐极同步电动机的矩角特性曲线。

（1）电动机拖动机械负载运行在θ=0°～90°的范围内。

本来电动机运行于θ1，见图4-11（a），这时电磁转矩Tem与负载转矩TL相平衡，即Tem=TL。由于某种原因，负载转矩TL突然变大到，这时转子要减速使θ增大。例如变为θ2，在θ2时对应的电磁转矩为，如果=，电动机就能继续同步运行，这时运行在θ2角度上。如果负载转矩又恢复到TL，电动机的θ角恢复为θ1，则Tem=TL，所以电动机又能够稳定运行。

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图4-11　同步电动机的稳定运行

（2）电动机拖动机械负载运行在θ=90°～180°的范围内。

本来电动机运行于θ3，见图4-11（b），这时电磁转矩Tem与负载转矩TL相平衡，即Tem=TL。由于某种原因，负载转矩TL突然变大到，这时转子要减速使θ增大。例如变为θ4，在θ4时对应的电磁转矩为，此时＜T′L。于是电动机的θ角还要继续增大，而电磁转矩反而变得更小，找不到新的平衡点。这样继续的结果，电动机的转子转速就会偏离同步转速，即失去同步，因而无法工作。可见，电动机在θ=90°～180°范围内不能稳定运行。当负载改变时，θ角随之变化，就能使同步电动机的电磁转矩Tem或电磁功率Pem随之变化，以达到相平衡的状态，而电动机的转子转速n却严格按照同步转速旋转，不发生任何变化。所以同步电动机的机械特性为一条直线，是硬特性。