θ≈0表明转子磁极轴线与定子等效磁极轴线几乎重合，此时电机过载能力最强，最不易失步。

  当同步电动机负载突加时，有功电流Iy1增加至Iy2，通过无功闭环控制使IL1增加至IL2，保持同步电动机定子电流轨迹按“恒无功线”M`—N`变化，使同步电动机输出的无功电流IW2=IW1不变。此时同步电动机定子电流IB2与UB夹角为Φ2，功率因数Φ2仍超前。卸载后，励磁电流IL2回到IL1，系统又回到空载状态下运行。

  系统具有过流和欠流保护，过流保护可整定范围为额定值的80%～180%，欠流保护可整定范围为额定值的20%～60%。

  同步电动机一旦失步，励磁绕组中的直流电流必然叠加着较大的交流分量，交流分量的峰值达到额定励磁电流的50%并持续一段时间，系统确认失步，同步电动机联锁停机。

  起动过程中将转差信号的频率折算为数码显示，采用倒计数方式显示,操作人员可以直观地监视同步电动机异步起动全过程。

  7.7具有时时励磁电流、励磁电压运行曲线录波功能，记录时间间隔为2s，记录长度为2048条。

  7.8系统初始整定值（即系统运行参数的出厂设定值）已被备份在PLC程序中，当系统由于长时间停机PLC中电池耗尽时，使得的参数值丢失，只需在触摸屏上的“出厂参数恢复”画面进行简单设置，即可方便地恢复运行参数。

  设同步电动机在某一负载下运行，其定子电流为IB1，有功电流Iy1，无功电流IW1，励磁电流IL1，功率因数cosφ1≈0.9（超前）。当负载变化时，通过功率因数调节器闭环控制，使定子电流IB沿着“恒功率因数”轨迹线M＇＇—N＇＇变化。即励磁电流IL1→IL2，功率角θ1→θ2，定子电流由IB1增大至IB2，无功电流由IW1增大至IW2，从而维持功率因数角φ1=φ2从而确保功率因数不变，即cosφ1= cosφ2。

  从上分析可知，恒定励磁拖动冲击负载时，随着负载的增加，功率因数角Φ愈来愈小，最后从超前变至滞后；功率角θ慢慢的变大，当θ＞90°时，同步电动机无法维持静态平衡，因此要失步。

  为了使同步电动机投励后能迅速、平滑、可靠地拖入同步，系统设有强励整步控制。即在投励开始时，励磁电压可强励1.1～1.4倍，时间1～50S。强励倍数和时间依据需要可任意设定。

  对于冲击负载，为了使电动机稳定运行不失步，同时避免电网受到过大的电流冲击，可采用恒无功调节励磁电流。

  上图绘出了同步电动机空载运行及突加负载运行时各电量参数变化的关系，施加于同步电动机定子电压UB一定，转子励磁电流为IL1，对应定子电流IB1分解为一部分有功电流Iy1（空载损耗），一部分容性电流IW1。此时定子电流IB1超前定子电压UB为φ1角，功率因数cosφ1超前，此时同步电动机输出无功电流IW1。

  本励磁装置可适用于水泵、鼓风机、气体压缩机、球磨机、粉碎机、轧钢机等负载类型的同步电动机励磁系统。

  恒功率因数调节控制除了避免同步电动机不会因突加冲击负载而失步外，还可以向电网提供足够数量的无功电流。

  装置主回路完成整流和灭磁两大功能，系统采用三相全控桥可控硅整流电路，向同步电动机转子绕组提供直流励磁电流。灭磁回路由可控硅7、8KGZ与二极管GZ反并联组成，实际上组成为一个大功率电子开关，完成同步电动机在异步起动过程中串入起动电阻，起动结束后自动切除，保证同步电动机在异步起动期间，转子励磁绕组既不开路也不短路，从而避免励磁绕组承受过电压和过电流。

  7.1.3当转子转速达到电机额定转速的90%～95%后，微机重复检测转差信号十次延时2～3s投励，为次优先级投励。

  为了保证设备的安全性，系统模块设计为低电压和高电压双路灭磁。同步电机在异步起动过程中,低电压灭磁先灭磁，起动电阻的投入和切除由计算机来控制，由于电阻投入瞬间电压较低，一般仅为额定励磁电压的0.1～0.2倍，从而同时也抑制了转子感应的过电压，保证转子绝缘不受损坏，使电机拥有非常良好的异步驱动特性。投励后低电压灭磁取消，高电压灭磁依然存在，保证若转子绕组一旦产生高压，灭磁可及时开通，起到保护系统的作用。

  当α到达θmax以后，如负载再加大，此时两组磁极轴线进一步拉开，当θ＞θmax时，PM及M不但不增加，反而出现M＜M2＋M0的现象，电动机便减速，以致θ更增大，减速愈甚，结果导致转子不能与定子等效旋转磁极同步运行，电动机处于失步状态，被迫停转。这种电磁现象在物理模型中表现为表征磁拉力的弹簧被拉断，引起失步停转。所以为了能够更好的保证同步电动机能十分安全而稳定运行，在额定工作下，一般使θ＝30°左右。

  4.5 GB2681电工成套装置中的导线电工成套装置中的指示灯和按钮的颜色；

  从图A、B、C可见，当施加于同步电动机的定子电压UB和励磁电流IL一定，这样合成磁势fH（IH）就确定了。如果同步电动机负载增加时，其定子有功电流Iy就增加（Iy3＞Iy2＞Iy1），因为转子励磁电流IL不变，当负载增加时，励磁电流IL只沿着“轨迹图”M-N移动向量，而绝对值不变（即IL1= IL2= IL3），故同步电动机和定子回路无功电流IW从容性变成了感性，（IW1＞IW2均为容性，IW3则为感性）。因此同步电动机定子电流IB1和IB2分别超前定子电压UB的角度为Φ1和Φ2，所有电动机的功率因数cosΦ1和cosΦ2超前（Φ1＞Φ2），而定子电流IB 3落后UB的角度为Φ3，所以功率因数cosΦ3滞后。

  因为同步电动机的最大电磁转矩M与E0成正比，E0又与励磁电流IL成正比，因此加大励磁电流IL可以增大电磁转矩。如果电动机负载猛地增加的同时增加其励磁，就能提高电动机的电磁力矩，增加系统的稳定性，从而避免失步。

  同步电动机恒定励磁拖动冲击负载运行，根据轻载，满载和超载，用磁势向量图所对应的电流向量来表示

  励磁系统在额定输出电压40%～100%范围内，能输出额定电流并连续运行。

  投全压转差率为10%，误差不超过±10%，投励磁转差率为5%，并保证顺极性投励。

  当电网在标称电压的80%～110%变化时，恒流励磁调节偏差不大于±4%。

  当电机运行时，如果励磁装置出现内部故障或接收不到高压柜发送来的开车信号，若持续5秒钟，故障继电器就会动作，系统跳闸停机。

  7.1.1当转子的转速达到电机额定转速的95%时（国标），立即投励磁，该为优先级投励；

  7.1.2按转子感应电压的最小幅值投励，同步电动机在起动后，随着转速的升高，转子感应电压的幅值会愈来愈低，当此值降至相当于50周交流电压8～10伏有效值时自动投励，为次优先级投励；

  KGLF-2C型同步电动机励磁装置，系我厂开发研制的全数字化产品。装置控制核心由SEIMENS公司S7200-PLC和Pro-face GP2301-24V触摸屏与KGLF-2型微机励磁控制器组成,主回路选用6只KP500A/1000V晶闸管风冷器件组成三相全控桥可控硅整流供电，采用全数字控制技术，运行参数由人机界面触摸屏设定,微机智能完成的转差率检测、灭磁控制、运行显示、实时投励、脉冲形成、故障自诊断等功能，此励磁装置具有：良好自诊断功能，可以有效的进行运行参数及故障管理，可在线修改和显示当前运行的各种参数，并可循环存储故障信息，并且运行可靠、技术先进、结构相对比较简单、功能齐全、稳定性很高、调试方便、维护简单等优点。

  由此可见凸极式同步电动机的电磁功率PM（电磁转矩M）由两部分所组成，一部分为基本分量P＇M（M＇），另一部分为附加分量P＇＇M（M＇＇）。凸极式同步电动机的附加分量与励磁的状态无关，而隐极式同步电动机Xq=Xd，附加分量P＇＇=0，M＇＇=0，因此后面的分析不考虑附加分量，因此同步电动机的电磁功率和转矩的表达式简化为

  装置送电后,单片机首先检查供电电源是否欠相,快熔是否熔断,如果有欠相或快熔损坏,发出故障信号,系统不允许开车。

  开车前将工作方式开关XK置于“调试”位置，可以很方便地检查装置整流、灭磁、投励等环节工作是不是正常，从而确保开车万无一失。

  系统中的五路稳压电源、六组脉冲、运作时的状态、以及欠相、快熔熔断、失磁、过流、失步、启动超时等各类故障等都有发光二极管显示，同时还有故障代码显示功能。还可以在触摸屏上查询故障类型以及出现故障时间，可查询200个故障记录。