第十二章+同步电机的基本理论和运行特性08.ppt

一、同步电机的结构 2、转子 第二节 同步电机的励磁 第二节 同步电机的励磁 第三节 同步电机的空载运行 一、隐极式同步电机的空载磁动势 二、凸极式同步电机的空载磁动势 三、时间相量和空间矢量 四、空载电动势相量 五、电压波形的正弦畸变率 第四节 对称负载的电枢反应 五、一般情况下的电枢反应 六、电枢反应对同步电机运行的影响 第五节 隐极同步发电机的分析方法 1、电路方程和等效电路 2、电枢反应电抗和同步电抗 3、隐极发电机的相量图 3、隐极发电机的相量图 隐极发电机的简化相量图 二、考虑磁路饱和时的分析方法 第六节 凸极同步发电机的分析方法 第六节 凸极同步发电机的分析方法 二、电路方程和等效电路 三、直轴与交轴电枢反应电抗和同步电抗 2、交轴电枢反应电抗 四、凸极电机的相量图 四、凸极电机的相量图 四、凸极电机的相量图 第七节 电枢绕组的漏抗 第八节 同步发电机的空载、短路和负载特性 典型的空载特性 二、短路特性 Ik = f ( If ) 三、负载特性 I = K，cosθ= K 时的U = f ( If ) 通过空载特性曲线求零功率因数特性曲线 通过实验求零功率因数特性曲线 第九节 同步发电机参数的测定  三、漏抗的测定和保梯电抗 第十节 同步发电机的稳态运行特性 二、电压变化率 课后作业参考答案 短路时电机内部各物理量之间的关系： 短路电流滞后于空载电动势 90o，只有直轴分量，电枢反应为去磁作用，磁路不饱和。 结论：短路特性为过原点的一条直线 不同 I 和cosθ对应的负载特性曲线的形状不同，除了I = 0 的空载特性外，零功率因数曲线（感性负载特性曲线）也是一条重要的负载特性曲线。 所谓零功率因数曲线就是当 I = IN ,θ= 90°, cosθ= 0 时的U = f ( If ) θ= 90°的相量图如下图所示（略去 ra ） ： 从相量图可以看出：E0 和U 同相位，则磁动势和电动势间的关系都为代数关系： 空载特性 1、作 2、作 3、作 则 则 4、作 ，则c点在 零功率因数特性上。 5、平移三角形abc得整条零功率因数特性曲线 零功率因数特性 电抗三角形 1、电枢接纯感性负载； 2、同时调节励磁电流和负载，使 I = IN ，记录不同 If 下的发电机端电压 U ； 3、连接各点成零功率因数特性曲线； 对于大容量电机，没有合适的负载，可以用简单的方法确定两个关键点 e 点和 c 点。 e点：三相稳态短路，测 Ik = IN 时的If 。 c点：电枢接额定电压电网，调节原动机和励磁电流，使发电机运行在过励状态，在 I = IN ，P = 0 时测 If 。 实题演练： 1、三相同步发电机短路特性是一条直线，原因是：___________ A：激磁电流小使磁路不饱和 B：电枢反应去磁作用使磁路不饱和 C：同步电抗气隙大使得磁路不饱和 2、三相同步发电机短路运行时，其电枢反应性质是_____________的，此时电机的磁路___________，短路特性曲线是一条_____________。 3、同步发电机带纯感性负载时，负载电流滞后端电压______度，忽略电枢电阻，此时空载电动势与端电压____________。 4、同步发电机短路时，电机磁路处于____________（饱和、不饱和）状态，因此其磁势和磁通间为____________（线性、非线性）关系。 一、同步电抗的测定 1、不饱和同步电抗的测定 原理：同步发电机短路时电枢反应为去磁作用，磁路不饱和。此时： 可以通过 E0 = f ( If ) 和 Ik = f ( If ) 求 xs 。 注意：由于短路电流滞后电动势90°，也就是只有直轴分量，电枢反应磁动势作用在直轴，对于凸极电机，此时的 xs 即为 xd ，而 xq 需要通过其它方法测定。 步骤： ⑴ 将短路特性和空载特性画在同一坐标上。 ⑵ 查得同一 If 所对应的 E0＇和 Ik 。 ⑶ 通过 xs = E0 ＇/ Ik 求 xs 。 2、饱和同步电抗的测定 原理：同步发电机带纯感性负载时，E0 – U = Ixs ,可以通过空载特性曲线 E0 = f ( If ) 和零功率因数特性曲线 U = f ( If ) 求饱和同步电抗 xs 。 注意：必须在对应端电压为UN 的 If 下计算。 二、短路比 定义1：空载时使空载电动势为 UN 的励磁电流，与短路时使短路电流为 IN 的励磁电流之间的比值。可以通过 E0 = f ( If ) 和 Ik = f ( If ) 求得： 定义2：有额定励磁电流时的短路电流，与额定电流之间的比值。 短路比与同步电抗的关系 短路