同步電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)瞬間，轉(zhuǎn)子處于靜止?fàn)顟B(tài)，定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁極高速轉(zhuǎn)過(guò)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的磁極，同步電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的大小、方向呈交變狀態(tài)，平均轉(zhuǎn)矩為零，故同步電動(dòng)機(jī)無(wú)法自行啟動(dòng)。

一、同步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)

三相同步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方法有拖動(dòng)啟動(dòng)法、變頻啟動(dòng)法和異步啟動(dòng)法。

1、拖動(dòng)啟動(dòng)

1）用一臺(tái)極數(shù)與同步電動(dòng)機(jī)極數(shù)相同的異步電動(dòng)機(jī)做輔助電動(dòng)機(jī)，拖動(dòng)同步電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)接近同步轉(zhuǎn)速時(shí)接入勵(lì)磁電流，接通三相電源，同步電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩使轉(zhuǎn)子同步。然后將輔助電動(dòng)機(jī)與電源斷開。

2）拖動(dòng)啟動(dòng)的輔助電動(dòng)機(jī)的容量為同步電動(dòng)機(jī)容量的5%～15%，拖動(dòng)啟動(dòng)法適用于空載啟動(dòng)。

2、變頻啟動(dòng)

1）啟動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子接入勵(lì)磁電流，定子繞組由變頻電源供電，逐步增加頻率，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)牽引轉(zhuǎn)子逐漸加速，達(dá)到同步轉(zhuǎn)速后，將定子繞組接入電網(wǎng)，切除變頻電源。

2）采用變頻啟動(dòng)法時(shí)，勵(lì)磁電源不能采用與同步電動(dòng)機(jī)同軸的勵(lì)磁方式，因?yàn)樵趩?dòng)初始階段，轉(zhuǎn)速低，勵(lì)磁機(jī)不能建立所需勵(lì)磁電壓。

3）變頻電源只在啟動(dòng)時(shí)短時(shí)使用，如果同步電動(dòng)機(jī)不需要調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，可以用一臺(tái)變頻電源分時(shí)啟動(dòng)多臺(tái)同步電動(dòng)機(jī)。

3、異步啟動(dòng)

1）同步電動(dòng)機(jī)剛啟動(dòng)時(shí)，如果勵(lì)磁繞組開路，定子繞組的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子之間相對(duì)轉(zhuǎn)速很大，可在轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁繞組中產(chǎn)生很高的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。在啟動(dòng)時(shí)，將勵(lì)磁繞組串接一個(gè)8～12倍阻值的電阻形成閉合回路，經(jīng)電阻泄放后，避免感應(yīng)高壓對(duì)勵(lì)磁繞組絕緣造成損害。

2）采用異步啟動(dòng)法時(shí)，電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流比較大，可采用減壓?jiǎn)?dòng)。

3）當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到同步轉(zhuǎn)速時(shí)將電壓恢復(fù)至額定值，將勵(lì)磁繞組附加電阻切除，勵(lì)磁繞組接勵(lì)磁電源直流勵(lì)磁，使同步電動(dòng)機(jī)進(jìn)入同步運(yùn)行。

二、同步電動(dòng)機(jī)的失步

1、理論上同步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子磁極與定子磁極相重合，這時(shí)定子磁極對(duì)轉(zhuǎn)子磁極的吸力完全是徑向的，不產(chǎn)生軸向轉(zhuǎn)矩。

2、當(dāng)同步電動(dòng)機(jī)軸上加上負(fù)載時(shí)，負(fù)載轉(zhuǎn)矩把轉(zhuǎn)子拖后一個(gè)角度θ，出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)轉(zhuǎn)子吸力的切線分量，該分量所形成的電磁轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩相平衡，同步電動(dòng)機(jī)將拖動(dòng)負(fù)載以同步轉(zhuǎn)速運(yùn)行。

3、θ角是磁極移動(dòng)的相對(duì)空間角度，θ=90°時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩最大；θ>180° 時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩反向。θ為0°～90°時(shí)，是同步電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定工作區(qū)，超出這個(gè)區(qū)間，同步電動(dòng)機(jī)不能穩(wěn)定運(yùn)行。同步電動(dòng)機(jī)失去穩(wěn)定稱為失步。

4、為了避免同步電動(dòng)機(jī)失步，給出同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的具體參數(shù)對(duì)最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩Tm進(jìn)行限制。Tm是同步電動(dòng)機(jī)過(guò)載能力的重要指標(biāo)。