《电机学》课件 同步电机.ppt

2. 相位不同 此时,ab两端有电位差 电位差可达发电机电压的两倍，若此时并列，会产生很大的冲击电流，发电机会因遭受巨大的冲击力而损坏。 （续） 冲击电流的影响 1)电枢绕组端部受力变形; 2)转轴上受冲击转矩的作用,使机轴扭曲变形; 3)电枢绕组发热. 3. 频率不同 转轴上时而产生制动转矩、时而产生驱动转矩，结果是电机振动。 拍振电流使电枢绕组端部受力变形，使电枢绕组发热。 （续） 频率差过大电机不能并列；频率差较小时，靠自整步作用，可以把发电机拉入同步。 并发电机频率略高于电网频率时 冲击电流的有功分量与电压同相位,表明发电机向电网发出有功功率,并对转轴产生制动性质转矩，电机减速，频率下降，直至 并发电机频率略低于电网频率时 冲击电流的有功分量与电压反相位,表明发电机从电网吸收有功功率,并对转轴产生驱动性质转矩，电机加速，频率上升，直至 4. 相序不同 相序不同的发电机不能并联，因为此时Ug 和 Uc 恒差120度，△U 恒等于1.732Ug，它将产巨大的冲击电流危害电机及系统。 发电机实际并联时，除了相序必须一致外，其它条件允许有一定的偏差，如△U不超过10%，相位差不超过10%，频率偏差不超过0.2%～0.5%（0.1～0.25Hz)。 二、自同期法 相序正确前提下，起动未加励磁的发电机，当其转速接近同步速时，合上同步开关，将发电机并网，然后加上发电机励磁将发电机牵入同步。并网前，励磁绕组需经限流电阻闭合。并列时会较大有冲击电流和转矩,一般用于紧急状态下的并列操作. 同步发电机的有功功角特性和静态稳定 一、有功功率平衡 可得转矩平衡方程为 或 上式说明，电机稳定运行时，驱动性质的原动机转矩与制动性质的电磁转矩和空载转矩之和平衡。 对于凸极同步电机,由于直轴气隙比交轴气隙小，直轴磁阻比交轴磁阻小，所以有 对隐极同步电机，由于气隙均匀，交、直轴的磁阻大小相等，即认为 xa——隐极发电机对应φa的电枢反应电抗 电枢反应电抗为三相对称电枢电流产生合成的电枢反应磁场感应于一相的电枢电动势与其对应的相电流的比值，它综合反映三相对称电流产生的合成电枢反应磁场对定子一相的影响。 当三相对称电流流过电枢绕组时，产生电枢反应磁通和漏磁通，分别在电枢绕组中感应电枢反应电动势和漏感电动势。 对隐极电机，全部电动势为 xt 称为隐极电机的同步电抗，是电枢反应电抗和漏抗之和。同步发电机正常运行时，磁路略呈饱和，磁路越饱和，所对应的电抗越小。 对凸极电机 分别称为直轴和交轴同步电抗。 直轴磁路的气隙较小，应当考虑铁心饱和的影响， 因而具有饱和值和不饱和值之分；而交轴磁路气隙较大， 可认为只有非饱和值，为常量。 同步电抗是同步电机的一个重要参数，它是表征同步发电机稳定运行时电枢反应磁场和电枢漏磁场对电枢电路作用的一个综合参数。同步电抗的大小直接影响同步发电机端电压随负载波动的程度和在大电网运行时的稳定性，也影响同步发电机短路电流大小。 凸极同步发电机的电动势方程和相量图 (三相系统) (合成旋转磁动势) 正方向按图规定，则有 代入 得到凸极发电机的电动势方程 注意：方程式中的电压、电动势和电流均为相值。 凸极同步发电机的相量图作图步骤 返回目录 凸极同步发电机的相量图 若内功率因数角不知，可从以下公式求取 隐极同步发电机的电动势方程、等效电路和相量图 电磁关系： 2. 数学模型 电动势平衡方程 代入 可得到隐极发电机的电动势方程 隐极发电机的等效电路 ~ 隐极发电机的相量图 相量图 由相量图可知 根据相量图可求出 同步发电机的运行特性 一、空载特性 定义： 续 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、判断励磁绕组有无故障等。 二、短路特性 定义： 短路时, 电枢反应为直轴去磁 气隙电动势很小,感应气隙电动势的气隙磁通量很小,所以磁路不饱和. 所以短路特性是一条过原点的直线. 此时 是常数,有 短路特性 短路时的等效电路 2.同步电抗的求取 求xd不饱和值 根据公式 求xd不饱和值时,首先给定一励磁电流If，在空载特性的不饱和段或气隙线上确定对应If的E0值，然后在短路特性曲线上确定对应If的短路电流Ik的值,则 求取xd饱和值 求取xd饱和值时，首先在空载特性上