同步电机及同步电动机电力拖动.ppt

6.7.2 同步电动机的调速 从能量守恒观点看，并网运行的同步发电机调节无功功率，不需调节原动机来的输入功率，只需改变励磁电流。 调节 前， 增大 后 调节 不影响发电机的有功功率输出,但影响电机的稳定性能。 调节无功时不影响有功功率的输出,但是调节有功时影响无功功率输出. 三、相量分析 1.正常励磁 2.过励磁 3.欠励磁 四、V形曲线 并联于无穷大电网的同步发电机，保持有功功率不变时，表示电枢电流 和励磁电流 的关系曲线 称为“V”形曲线。 发电机运行时，定子电流和励磁电流是运行人员主要监视的两个物理量，这两个量关系到定子绕组和励磁绕组的温度，又牵涉到功率因数的超前或滞后以及运行的稳定性问题。 对于一个给定的有功功率输出就有一条V形曲线，有功功率越大，曲线向上移，因此可是以得到一簇“V”形曲线。 说明发电机带感性(或容性)无功负载时,不需要原动机增加能量. 但是直轴去磁（或助磁）电枢反应对气隙磁场有去磁（或助磁）作用，致使电压下降（或上升）。为维持电压恒定所需的励磁电流也需要相应增加（或减小）。 直轴电枢反应磁场与励磁电流共同作用,在励磁绕组上产生电磁力,但不能形成电磁转矩. 一般情况下，发电机既带有功负载，又带感性无功负载，有功电流的变化影响发电机的转速及频率，无功电流的变化影响发电机的电压。 综上所述，交轴电枢反应的存在是实现机——电能量转换的关键。 　　为了保持发电机的频率和电压的稳定，必须随负载变化及时调节发电机的输入功率和励磁电流。 6.4.1 凸极同步发电机的电动势方程和相量图 ６.4 同步电机的负载运行 一、凸极同步发电机的电动势方程 电磁关系： 不计磁路饱和时有下列关系 由于 且令 则电动势平衡方程 --直轴同步电抗 --交轴同步电抗 分别表征在对称负载下，单位直轴或交轴三相电流产生的总电枢磁场在电枢每一相绕组中感应的电动势。 二、凸极同步发电机的相量图 作图步骤 6.4.2隐极同步发电机的电动势方程、相量图和等效电路 一、电动势方程 电磁关系： 不计磁路饱和时有下列关系 令 电动势平衡方程 --同步电抗 表征在对称负载下，单位三相电流产生的电枢总磁场在电枢每一相绕组中感应的电动势。 二、等效电路和相量图 等效电路 相量图 根据相量图可求出 当忽略电枢回路电阻时得到的等效电路称为简化等效电路,对应的相量图称为简化相量图 思考题 分别作出汽轮同步发电机带阻性、纯感性、纯容性、电感性、电容性负载时的简化相量图？并说明各种情况下电枢反应的性质？ 6.4.3 同步发电机特性 一、空载特性 定义： 空载特性是发电机的基本特性之一。它一方面表征了磁路的饱和情况，另一方面把它和短路特性、零功率因数负载特性配合，可确定电机的基本参数、额定励磁电流和电压变化率等。 实际生产中，它还可以检查三相电枢绕组的对称性、匝间短路、判断励磁绕组和定子铁心有无故障等。 二、短路特性 定义： 短路时的等效电路 短路特性曲线 短路特性与空载特性配合可以求出电机的同步电抗。 三、外特性 定义： 外特性曲线 当发电机带阻性和感性负载时，外特性是下降的，原因是电枢反应的去磁作用和电枢漏阻抗产生了电压降. 带容性负载时且（发电机负载的容抗大于同步电抗）时，外特性是上升的，原因是电枢反应的助磁作用和容性电流在漏抗上的压降。 四、调节特性 定义： 调整特性曲线 在感性和阻性负载时，随着负载电流的增加，必须增加励磁电流，补偿电枢反应的去磁作用和漏阻抗压降，保持端电压恒定；对容性负载，随着负载电流的增加，必须减小励磁电流。 在功率因数一定情况下,根据调整特性曲线,可确定在负载变化范围内,维持电压不变所需的励磁电流的变化范围。运行人员可利用调整特性曲线,使系统中无功功率的分配更合理一些。 并联运行的含义 ６.5 同步电机的并联运行 1、提高供电的可靠性； 2、提高供电的经济性； 3、提高电能的质量。 无穷大电网的含义 将两台或更多台发电机分别接在电力系统对应母线上，或通过变压器、输电线接在电力系统的公共母线上，共同向负荷供电。 并联运行的优点 并列方法 1.准同期法 2.自同期法 6.5.1 并联运行的条件与方法 一、准同期并列的条件 1.待并发电机的电压与电网电压大小相等； 2.待并发电机电压相位相同与电网电压相位相同； 3.待并发电机电压频率与电网电压频率相同； 4.待并发电机的相序与电网的相序相同。 上述条