第7章三相同步电机1讲述.ppt

将式（7-24）两边同除以同步角速度 便可得到凸极式同步电动机的矩角特性为 （7-25） 将式（7-25）所对应的特性曲线画在坐标图上，如图7-21所示。 图7-21凸极式同步电机的矩角特性 结论： 凸极式同步电动机的电磁转矩 由两部分组成： 一部分为基本电磁转矩 ，它是由转子直流励磁磁势和定子气隙磁场相互作用产生的。另一部分为是附加电磁转矩 ，它是由于凸极式同步电机d轴电抗 和q轴电抗 不同（又称为凸极效应）引起的，也称为磁阻转矩。 (a)电动机运行 (b) 发电机运行 图7-22同步电机不同运行状态下的功率角 和电磁转矩 在图7-21中的第Ⅰ象限， 为正且 为正，这时气隙合成磁场超前于转子励磁磁场 电角度，根据两个电磁场异性相吸的原理，转子所产生的电磁转矩与转子转动方向相同为拖动转矩，同步电机运行于电动状态，见图7-22a； 在图7-21中第Ⅲ象限， 为负且 为负，这时气隙合成磁场滞后于转子励磁磁场 电角度，表示转子磁场拖动合成磁场，电磁转矩与转子转动方向相反为制动转矩，同步电机运行于发电机状态，见图7-22b。 7.5.3同步电动机的稳定运行区与过载能力 以隐极式同步电动机为例: 图7-25隐极式同步电动机的稳定运行区域 在A‘点稳定运行，干扰消除后，能回到A点。 原平衡运行在B’点， 电动机进入失步状态。 原平衡运行在A点， 假设负载波动到 ， B‘点不是稳定运行点。 结论： 同步电动机稳定运行的条件是 ,即隐极式同步电动机的稳定运行范围为 ； 当 时，即 ，系统不能稳定运行； 当 时， ，这是系统稳定和不稳定运行的临界点，这时电磁转矩取得最大值 ，即 最大电磁转矩与额定转矩之比，称为过载能力倍数，用 来表示，对于隐极式同步电动机有 由（式7-28）和式（7-29）可知，当 ， 从而使得过载倍数 增加，进而提高电动机的静态稳定性。 一般情况下，隐极式同步电动机额定运行的功率角为 ，此时 。 （7-28） （7-29） 7.6三相同步电动机的功率因数调节与V形曲线 例：某变电所，变压器容量为：10000KVA 当 时，它传输的有功功率为：9000KW 无功功率为: 4359 当 时，它传输的有功功率为：7000KW 无功功率为：7141 7.6.1功率因数的调节 工矿企业的大部分用电设备都是感性负载，如：变压器、异步电动机、感应炉等。它们从电网吸收滞后的无功电流，使得电网的功率因数降低，电网的无功功率大，占用的输变电设备容量大，影响有功功率的传输。功率因数太低，电业部门是不允许的。 变电所的供电能量取决于变压器的视在功率，当视在功率一定时，功率因数越低，有功功率就越小。 可见，功率因数的对输变电设备的有效利用影响是巨大的。 同一台变压器，当功率因数从0.9降到0.7，它所传输的有功功率减少2000KW。 以隐极式同步电动机为例： 输出功率不变时，若忽略各种损耗的变化，有： 根据上述条件，绘出不同转子励磁条件下同步电动机的相量图如图7-26所示。 由于电网电压U与电动机的同步电抗均为常数，由此可得： 在 、 以及电磁功率（或电磁转矩）一定的条件下， 调节 改变。 7.6.1功率因数的调节 分析：（1）调节 使 定子感应电势为 时，定子电流 为 ，与 同相， 功率角为 。 电动机从电网全部吸收有功功率，电动机相当于电阻负载挂在电网上。称这时的励磁状态为“正常励磁” （2） 定子感应电势为 ， ,定子电流 为 ，相位上超前于 一个 角 。 电动机除从电网吸收有功功率外，还吸收超前的无功功率