第5章同步电机基本理论.ppt

R1 jXs + U1 － I1 － + E0 + U1 － R1 jXs I1 ＋ － E０ 三相隐极同步发电机 三相隐极同步电动机 U1 = E0－(R1＋j Xs ) I1 U1 =－E0＋(R1＋jXs ) I1 5.8 三相同步发电机的运行分析 一、三相隐极同步发电机的运行分析 R1 jXq + U1 － I1 － + EQ I1 R1 jXq + U1 － ＋ － EQ 三相凸极同步发电机 三相凸极同步电动机 U1 = EQ－（R1＋j Xq ) I1 U1 =－EQ＋(R1＋jXq )I1 二、三相凸极同步发电机的运行分析 P1 P0 Pe PCu P2 P1 PCu Pe P0 P2 三相同步发电机 P2 = 3U1I1cos? T1 = T + T0 三相同步电动机 P2 = 3U1I1cos?? T2 = T－T0 5.9 三相同步发电机的功率和转矩 5.10 三相同步发电机的运行特性 一、外特性 当 n = nN，If、? = 常数时，U1L 与 I1L 的关系， 即 U1L = f (I1L)。 调节If，使 I1L= IN、 ? = ?N、U1L = UN 时， If = IfN。 电压调整率： 保持 nN、?N、IfN 时， O U1L I1L cos? = 0.8 (?＞0) cos? = 0.8 (?＜0) cos? =1 UN IN VR = ×100% E0－UNP UNP 二、调节特性 保持 n = nN、U1L = UN、 ? = ?N 时， If 与 I1 的关系， 即 If = f ( I1 )。 O If I1 cos? = 0.8 (?＞0) cos? = 0.8 (?＜0) cos? =1 三、功角特性 功角特性：保持 n、If 、U1 不变时，Pe 与? 的关系，即 Pe = f (? ) 。 矩角特性：保持 n、If 、U1 不变时，T 与? 的关系，即 T = f (? ) 。 ※ 上述关系与同步电动机的关系相同。 5.11 同步发电机与电网的并联运行 并联运行的优点 (1) 提高电力系统的经济指标。 (2) 减少发电厂备用机组的容量。 (3) 提高电能供应的可靠性。 (4) 提高电能供应的质量。 一、并联运行的条件 相序一致、频率相同、电压相等。 以避免电网与发电机之间产生大的冲击电流 和在发电机轴上产生大的冲击转矩。 第5章 同步电机的基本理论 二、并联运行的方法 调节 If →调节 E0 ；调节 n →调节 f 。 1. 理想同步法 2. 自同步法 5.11 同步发电机与电网的并联运行 自同步法 用自同步法进行并列操作，是在相序一致的情况下，将励磁绕组通过适当的电阻短接，再用原动机把发电机拖动到接近同步转速(相差2％～5％)，在没有接通励磁电流的情况下将发电机接入电网，再接通励磁并调节励磁强弱，依靠定子磁场和转子磁场之间的电磁转矩将转子拉入同步转速，并车过程即告结束。需要注意的是，励磁绕组必须通过一限流电阻短接，因为直接开路，将在其中感应出危险的高压；直接短路，将在定、转子绕组间产生很大的冲击电流。自同步法的优点是：操作简单，方便快捷；缺点是：合闸时有冲击电流，一般在要求把发电机迅速投入电网时采用。 三、有功功率的调节 无穷大电网 容量很大、频率和电压基本不受负载与其他 干扰的影响，即恒频恒压的电网。 1. 有功功率的调节方法 5.11 同步发电机与电网的并联运行 调节 进水量 进汽量 →T1(P1) ? → T1 ＞T +T0 → n? → ? ? → T ?→ T1 =T +T0为止，重新在n = n0下稳定运行。 2. 静态稳定 0 Pe /T θ 90o a a 5.11 同步发电机与电网的并联运行 同步发电机能否稳定运行取决于它工作在什么区域，这种稳定称为静态稳定。 0 Pe /T θ 90o a 0 Pe /T θ 90o a T ? T1= T + T0 a 点： T1 ? →? ? →T ?… T1 =T +T0 为止 ，在b 点重新稳定运行 0??M —— 稳定运行区。 b T1 = T + T0 a 点： T1 ? →? ?→T ? ··· T1更大于 T +T0 ，n再也回不到n0→失步。 ?M?180°——