电机学第8章详解.ppt

凸极发电机的电动势相量图 电动势相量图 Xd 、Xq分别为直、交轴同步电抗。 Xd ＝X? ＋ Xad ， Xq ＝X? ＋ Xaq 问题：? 角未知，则电流无法分解？ 凸极发电机的电动势相量图 电动势相量图的作法 o 与 的夹角就是? ；ab＝IXq 。 凸极发电机的电动势相量图 电动势相量图的作法 设U、I、cos? 和电机参数已知。 作相量 、 和 ； 作ab垂直于相量 ，且ab＝IXq ； 则ob与相量 的夹角就是? 。 凸极发电机的电动势相量图 ? 角的计算公式 设U、I、cos? 和电机参数已知。 o 凸极发电机的电动势相量图 近似等效电路 分析单机运行问题时，应尽可能采用基于双反应理论的电动势相量图求解。 小结 8.1 同步发电机的空载运行 8.2 同步发电机负载时的电枢反应 8.3 隐极同步发电机的时空相矢量图和相量图 8.4 凸极同步发电机的双反应理论和相量图 对称负载时的电枢反应 通过磁极中心线的轴线称为直轴（d轴），相邻磁极之间的中心线为交轴（q轴）（d轴与q轴相距90?空间电角度）。 此时电枢磁动势Fa位于交轴，称为交轴电枢反应磁动势。 ?＝0时 交轴电枢反应的性质——交磁作用： 使合成磁动势F? 偏离d 轴一个? ?角； 且幅值F? ＞Ff1 。 对称负载时的电枢反应 电枢磁动势Fa 位于直轴，称为直轴电枢反应磁动势。 电枢反应性质：直轴去磁（与Ff1方向相反，起去磁作用） ?＝90?时 对称负载时的电枢反应 电枢磁动势Fa 是直轴电枢反应磁动势。 电枢反应性质：直轴增磁（与Ff1方向相同，起增磁作用）。 ?＝－90?时 对称负载时的电枢反应 0＜? ＜90?时（任意角度） Fa可分解为2个分量：直轴电枢反应磁动势分量Fad；交轴电枢反应磁动势分量Faq 。 电枢磁动势Fa既不位于直轴，也不位于交轴。 对称负载时的电枢反应 直轴电枢反应性质： 直轴去磁。 交轴电枢反应性质： 交磁作用。 0＜? ＜90?时（任意角度） 由电枢反应可以定性地看出：负载的性质影响气隙合成磁动势F? （幅值和空间相位），从而影响F? 在电枢绕组中产生的感应电动势。 Fa＝Fad ＋Faq 8.3 隐极同步发电机的时空相矢量图和相量图 负载时的基本电磁关系 负载时的基本电磁关系 利用空载特性 与磁路饱和情况有关，如何确定其定量关系？ 利用空载特性，可直接确定电动势与磁动势之间的关系，而不需要再求气隙磁通密度。 空载特性的使用 注意：空载特性反映的是阶梯波磁动势与其产生的电动势的关系。 已知正弦波磁动势幅值F1、求它产生的电动势时，需先将幅值F1转换为等效的阶梯波励磁磁动势幅值F，即 已知电动势，查空载特性得到的是阶梯波励磁磁动势Ff ，与其等效的正弦波磁动势幅值为 （ka＝1/kf ，折合因数） 负载时电枢一相绕组的电压方程式 漏磁通 槽漏磁通 端部漏磁通 差漏磁通： 电枢电流产生的谐波磁动势所产生的谐波气隙磁通。在电枢绕组中感应电动势的频率为基波频率。 X? 为每相漏电抗 负载时电枢一相绕组的电压方程式 参考方向规定 磁通与电流 磁通与电动势 发电机惯例 一相电压方程式 R为每相绕组的电阻 X? 为每相绕组的漏电抗 考虑饱和，隐极发电机的磁动势电动势相矢量图 已知发电机负载运行时的U、I、cos? 和电机的参数R、X? 。 求励磁磁动势幅值Ff 。 以例子来说明。 根据电压方程式，画出相量图。 磁动势电动势相矢量图 利用空载特性，求阶梯波合成磁动势F 。 由E? 从空载特性查得阶梯波合成磁动势幅值F 。 磁动势电动势相矢量图 求气隙合成磁动势F? 矢量Fa与电流相量 重合 幅值 求电枢磁动势Fa 矢量F? 超前 90? 幅值 F?＝kf F 求励磁磁动势Ff1 Ff1＝ F? －Fa 磁动势电动势相矢量图 求实际的阶梯波励磁磁动势幅值F0 求空载电动势E0 由F0 ，从空载特性查得空载电动势E0 。 磁动势电动势相矢量图 负载时，空载电动势相量 并不存在。 电枢磁动势Fa 与基波励磁磁动势Ff1 的夹角90?＋?却是始终存在的，它决定了电枢反应的性质。 磁动势电动势相矢量图 利用磁动势电动势相矢量图，不仅可得到励磁磁动势，还可求出空载电动势，由此可求出发电机的电压调整率。 磁动势电动势相矢量图能够反映发电机负载运行时的电磁关系。 但是使用不方便，特别是对于电力系统，若每台发电机都用空载特性，计算会非常复杂。 希望用等效电路、用电路参数来描述发电机。 不计饱和时隐极发电机的电动势相量图 用等效电路、用电路参数来描述发电机。 参数为恒值，只能反映线性的关系。 实际运行时