第六章同步电机25953.ppt

第六章同步电机　 4.外特性 (1)定义： 的条件下，端电压和负载电流之间的关系 2)电压调整率 若保持 发电机从额定负载到空载，电枢端电压的变化与额定电压的比值叫电压变化率。 二、特性曲线在参数计算中的应用 由空载特性和零功率因数负载特性确定电枢绕组的漏电抗和电枢反应的等效励磁磁动势 B UN 已知空载特性和零功率因数负载特性曲线求特性三角形的步骤： (2)过O’作气隙线的平行线，交空载特性曲线于B’点； (3)过B’作O’A’的垂直线且交O’A’于B’ 点，则ΔA’B’C’则为特性三角形。 (1)过零功率因数负载特性曲线上的额定电压点A’作水平线，截取O’A’＝OA； 为与电枢反应的去磁作用相对应的等效励磁电流。 2.利用空载特性和短路特性确定 的不饱和值 短路时电动势平衡方程式为： 由于短路时磁路不饱和，对 应于励磁电流 的空载电动势 应从空载特性的气隙线上找，对应的同步电抗为不饱和值。当短路电流为　时的励磁电流为　　，对应此励磁电流，磁路不饱和时空载电动势为　　，则 0 1 1 1 2 3 1－典型空载特性 2－不饱和空载特性 3－饱和空载特性 用标幺值表示的空载特性 5.空载时的时－空矢量图 时－空矢量图 相轴 时轴 　令时轴和相轴重合，得时－空矢量图。 时间相量图 空间矢量图 时－空矢量图 时－空矢量图有如下特点： 1）电枢电流　　（时间相量）和电枢电流产生的合成磁动势　　（空间矢量）重合。 2）不考虑磁滞现象，由磁动势　　产生的磁密　　（空间矢量）与磁动势　（空间矢量）在时－空矢量图上也重合。 3）磁密　（空间矢量）与磁通　（时间相量）在时－空矢量图上也重合。 交轴 转子磁极的轴线称为直轴（d轴），与转子轴线相差90o电角度的轴线称为交轴（q轴）。空载电动势　　与交轴重合。 在实际电机中，空载磁场中除了基波磁场外还有一系列的谐波磁场，谐波电动势的计算公式为： 6.谐波磁场在电枢绕组中感应的电动势 电压波形正弦形畸变率 电话谐波系数 二、同步电机的电枢反应 1.电枢反应的定义 电枢电流产生的磁场对励磁磁场的影响叫电枢反应。 2．内功率因数角 空载电动势 与电枢电流 之间的时间相位角 3．电枢反应的性质与内功率因数角的关系 ( 与 同相位 ） 1）当 a）电枢反应为交轴电枢反应。 b)负载的性质为纯电阻性负载（包括电枢绕组的同步阻抗）。 c)电机处于发电机运行状态。 相轴 时轴 q轴 d轴 ( 滞后于 90°电角度） 2） a）电枢反应为直轴去磁电枢反应。 b)负载的性质为纯电感性负载（包括电枢绕组的同步阻抗）。 c)电机处于过激状态。 相轴 时轴 q轴 d轴 3）当　　＝180°（　　与　　反相位） a）电枢反应为交轴电枢反应。 b)负载的性质为机械负载（包括电枢绕组的同步阻抗）。 c)电机处于电动机运行状态。 相轴 时轴 q轴 d轴 a）电枢反应为直轴助磁电枢反应。 b)负载的性质为纯电容性负载（包括电枢绕组的同步阻抗）。 c)电机处于欠激状态。 相轴 时轴 q轴 d轴 ( 超前于 90°电角度） 4） 　5）一般情况0°＜　＜90° 相轴 时轴 q轴 d轴 1)0°　　90° 过激发电机 2) －90°　 0° 欠激发电机 3)－180°　－90° 欠激电动机 4)90°　180° 过激电动机 一般情况下，电枢反应既有交轴电枢反应又有直轴电枢反应。 三、隐极同步发电机的负载运行 　1．各物理量正方向的规定 2．不考虑饱和时电磁物理过程、电动势平衡方程式和相量图（电势法） 电磁物理过程 电动势平衡方程式 相量图和等效电路 ：电枢反应电抗 ：定子漏抗 ：隐极同步电机的同步电抗 电动势平衡方程式又可写成： 等值电路如下图所示： 对应的相量图和等效电路 　1．双反应理论 凸极同步电机由于气隙不均匀，同一个磁动势作用的位置不同时电枢反应也不同。 四、凸极同步发电机的负载运行 双反应理论：当电枢磁动势作用于交、直轴的任意位置时，可将电枢磁动势分解成交轴分量和直轴分量，先分别求出交、直轴电枢反应，最后再把它们的效果叠加起来。 不考虑饱和时 1、电磁物理过程 2、电动势平衡方程式 当磁路不饱和时有 电枢反应电动势可用电枢反应电抗压降来代替，即： 为凸极同步电机的直轴和交轴电枢反应电抗。 、 由于d轴气隙小于q轴气隙，故 ， ＞ 电动势平衡方程式又可写成： 其中： 分别为d 轴和q 轴同步电抗。 用同步电抗表示的凸极同步发电机的电动势平衡方程式为： （3）相量图 　　　如果已知凸极同步发电机的电枢电压U和电枢电流　I　以及功率因数　　　，则根据上面的凸极同步发电机的电动势平衡方程式不能作出它的相量图，必