电机学－同步发电机的基本电磁关系(3517KB).ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * 考虑饱和时，由于磁路非线性，叠加原理不再适用。此时必须首先求出作用在主磁路上的合成磁动势，然后利用电机的磁化曲线(空载特性)，才能找出负载时的气隙磁通和气隙电动势 。 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * §10-8 同步发电机的零功率因数负载特性及保梯电抗的测定 零功率因数特性与空载特性的关系： 零功率因数负载时，由于需要克服定子漏抗压降和去磁的电枢反应，如仍要保持端电压为额定值 §10-8 同步发电机的零功率因数负载特性及保梯电抗的测定 零功率因数特性与空载特性的关系： 零功率因数特性和空载特性之间相差一个直角三角形AEF，该三角形称为同步电机的特性三角形或保梯三角形。 特性三角形的一条直角边(铅垂边)是定子漏抗压降Ixσ，另一条直角边(水平边)是电枢反应磁动势的等效励磁电流ifa, 由于测取零功率因数特性时，电流I保持不变，可见Ixσ和ifa不变，即特性三角形的大小不变。因此只要把特性三角形的底边保持水平位置而使其顶点E沿空载特性上移动，则其右边顶点的轨迹即为零功率因数特性。当特性三角形移到其水平边与横坐标重合时，可得K点，该点的端电压U=0，故实质上即为短路点。 §10-8 同步发电机的零功率因数负载特性及保梯电抗的测定 已知零功率因数特性和空载特性确定特性三角形和保梯电抗： 气隙线的平行线 并和空载特性交于E点，由E点作 的垂线交于A点，则ΔAEF即为要找的特性三角形。由此可见，电枢电流I所产生的电枢磁动势为 定子漏抗为 §10-8 同步发电机的零功率因数负载特性及保梯电抗的测定 已知零功率因数特性和空载特性确定特性三角形和保梯电抗： 研究表明，由于零功率因数负载时转子的漏磁比空载时大，所以零功率因数特性和空载特性所确定的漏抗将比实际的定子漏抗稍大，一般把由零功率因数特性和空载特性确定的漏抗称为保梯电抗，以xp表示。对一般的电机来说，试验和作图求取的零功率因数特性的差别是不大的。在隐极电机中，因为极间漏磁通较小，故xp≈ xσ，而凸极电机中，则xp≈ (1.1-1.3)xσ。 §10-8 同步发电机的零功率因数负载特性及保梯电抗的测定 已知零功率因数特性和空载特性确定特性三角形和保梯电抗： 结论：为了求电枢反应磁动势和定子漏抗，只要巳知空载特性和零功率因数特性上的K和F两点就可以了。K点可以通过短路特性找出，因此，零功率因数持性实验只需求一点F就可以了。 §10-9 同步发电机的外特性和调整特性 一、外特性 外特性：表示发电机的转速保持为同步转速，励磁电流和负载的功率因数不变时，发电机的端电压和负载电流的关系，即 一、外特性 电压调整率：从外特性可以求出发电机的电压调整率，调节发电机的励磁，使额定负载时发电机的端电压为额定电压，此励磁电流就称为额定励磁电流。然后保持励磁和转速不变，卸去负载，此时端电压变化的标么值，就称为同步发电机的电压调整率，如图10－40所示，用ΔU表示电压调整率，则 讨论：电压调整率是表征同步发电机运行性能的数据之一。过去发电机的端电压要靠值班人员的手动操作来调整，因此对ΔU要求很严。现代的同步发电机大多数装有自动调压装置，所以对ΔU的要求放宽。 §10-9 同步发电机的外特性和调整特性 二、调整特性 调整特性：当发电机的负载发生变化时，为了保持端电压不变，必须同时调节发电机的励磁电流。当发电机的转速保持为同步速，发电机的端电压和负载功率因数不变时，负载电流变化时励磁电流的调整曲线，就称为发电机的调整特性，即 同步发电机的基本电磁关系 本章小结 在分析同步电机内部的物理情况式，电枢反应占有重要的地位。电枢反应的性 质取决于负载的性质和电机内部的参数，明确地说，它取决于 与 的夹角ψ 的数值。在同步电机中，交轴电枢磁动势和主磁场相互作用，决定了电机内部 的能量转换；直轴电枢磁动势对励磁磁动势起去磁或加磁作用，从而引起发电 机端电压的变化。 对于隐极电机，由于气隙均匀，所以可用单一的同步电抗xs来表征电枢反应和 漏磁的效果。凸极电机气隙不均匀，同样大小的电枢磁动势作用在直轴或交轴 时，电枢反映不一样大，所以分析和表征凸极电机时，要用双反应理论和xd、 xq两个参数，以分别表征直轴和交轴电流所产生的电枢反应和漏磁的效果。 同步发电机的基本电磁关系 本章小结 参数xd、xq的大小对于同步电机具有重要意义。同步发电机一般与电网并联运 行，因此发电机的参数不但直接影响到本身的运行性能，而且还会影响到整个 系统运行的稳定性和可靠性。 正常运行时，同步发电机的特性主要有两条：外特性和