电机学 华中科大课件 - Ch6-3 课件.ppt

6.3 同步电机的基本运行特性 空载特性 短路特性 零功率因数负载特性 同步发电机稳态参数的计算与测定方法 外特性及电压调整率 Xd、Xq 的低转差测试法 一、空载特性 Ia =0，n=nN时， U0＝f (If ) 曲线 和 相似 二、短路特性 n = nN，U = 0(三相稳态短路)时, 短路电流Ik与与励磁电流If的关系 Ik= f (If) ?? Fad∝Fa∝I Fδ∝Eδ∝I Ff = Fδ′+Fad′∝ I If∝I，即Ik= f (If)是直线 三、零功率因数负载特性 负载特性U=f(If) ：在n=nN、I=常数、 =常数的条件下，端 电压U与励磁电流If之间的关系曲线 其中，当 ＝0时U= f (If)的关系称为零功率因数负载特性 Fa＝Fad 纯去磁作用 I 不变， 特性三角形不变 空载时， 负载 I 增加， Fa′增加， 要保持U＝U Nφ，必须增加 If △AEF称为特性三角形，其中： 四、外特性及电压调整率 n=nN、If=常数、cos =常数时，U= f (I) 的关系曲线称为外特性。 电流 I 引起电压 U 变化的原因： 电枢反应影响 定子漏阻抗压降影响 电压调整率： 磁路不饱和时， I X σ在线性段： 1）作直线OB； 五、同步发电机稳态参数的计算与测定方法 1. 由空载和零功率因数特性确定定子Xδ,Ifa(Ffa) 三角形A B C为所求的特性三角形。 由空载与零功率因数特性两特性之间存在特性三角形的关系，确定Xσ, Ifa (Ffa) IX σ Ffa 2）过UN作直线平行于x轴，交零功 率因素曲线于A，取AO=AO 3）过O作OB的平行线OB， B UN 2. 利用空载特性和短路特性确定Xd的不饱和值 已知U0= f (If) , Ik= f (If) , 短路时，Fδ很小，因此磁路不饱和，这样可由气隙线确定E0′。 当Ra≈0时， 因为： （不饱和值） 在图中，由任意Ifk 3. 短路比 空载额定电压所对应的励磁电流If0励磁下三相稳态短路时的短路电流Ik0与额定电流IN之比。 Kc是同步发电机一个重要的性能、经济指标 当Kc小时，ku小，Xd大 △U大，稳定性差 气隙小，造价低，经济性好 当气隙增加，Xd减小，Kc增加,电机性能变好，造价增高 1）方法：将被测试同步发电机拖动到接近同步转速（转差率小于0.01），将励磁绕组开路，在定子侧加额定频率的相序与转子转向一致的三相对成低电压（0.02UN），测量定子电压、电流与励磁绕组电压。 六、 Xd、Xq 的低转差测试法 2）原理：在If＝0时，E0=0 Ra≈0 n≠n1 电枢磁场轴线与转子直轴重合 Iq＝0, Id＝ I 电枢磁场轴线与转子交轴重合 Id＝0, Iq＝ I 不同时刻，Xd Xq, Id Iq 因为此时外加电压U 很小，磁路不饱和，此法测得的Xd、Xq为不饱和值。