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第六章 同步发电机的基本方程 ① 理想同步电机的结构 ② 同步发电机的原始方程 ③ dq0坐标系下的基本方程 ④ 同步发电机稳态运行方程 一、理想同步发电机的结构 同步发电机发电原理-3D视频 一、理想同步发电机的结构 • 同步发电机各绕组 同步发电机主要有两个类：凸极式发电机（转 速较慢、如水轮机）和隐极式发电机（转速较 快，汽轮机）。 定子方面有静止的三相绕组a、b、c； 转子方面有与转子一起旋转的一个励磁绕组f、 纵轴等效阻尼绕组D和横轴等效阻尼绕组Q。 凸极机气隙不均匀 隐极机气隙均匀 一、理想同步发电机的结构 • 理想同步发电机的假设条件 ① 忽略磁路饱和、磁滞、涡流影响，假设电机铁心部分导磁系数为常数。 （即线性元件、叠加原理）； ② 电机转子在结构上对于纵轴（d）和横轴（q）分别对称； ③ 定子的a、b、c三相绕组的空间位置互差120°，完全对称而又相同的三 个绕组，气隙中产生正弦分布的磁势； ④ 定子绕组沿定子均匀分布，电机空载，转子恒速旋转时，转子绕组的磁 动势在定子绕组所感应的空载电势是时间的正弦函数； ⑤ 电机的定子和转子具有光滑的表面。（即不考虑定转子槽、通风沟等）。 二、同步发电机的原始方程 • 磁链、电压、电流正方向确定 ① 定子三相绕组ax、by、cz中心轴线a、b、 c彼此相差120°。c相滞后a相轴线120°， b相轴线滞后a相240°。 ② 转子极中心线用d表示，纵（直）轴；极 间轴q横（交）轴。按转子旋转方向，q轴 超前d轴90°。  励磁绕组ff轴线与d轴重合；阻尼绕组 用相互正交短接线路表示；DD纵轴阻尼 绕组轴线与d轴重合；QQ横轴阻尼绕组 与q轴重合。  隐极机转子涡流效应可用阻尼绕组等效 ，外形不同，凸极机特例。 ③ Ψ正方向——i正方向——轴线正方向 二、同步发电机的原始方程 • 磁链、电压、电流正方向确定 ④ 定子回路  定子电流的正方向——绕组中性点流向端点的方向 各相感应电势的正方向与相电流的相同  向负荷侧看，电压降的正方向与相电流正方向一致。 ⑤ 转子回路 各个绕组感应电势的正方向与本绕组电流的正方向相同  向励磁绕组提供正向励磁电流的外加励磁电压是正的  两个阻尼回路的外加电压为零 二、同步发电机的原始方程 • 磁链、电压、电流正方向确定 二、同步发电机的原始方程 1.1、电势方程 定子 v ：各绕组端电压 i :各绕组电流 R :定子每相绕组电阻 ψ:各绕组的总磁链 dψ/dt :磁链对时间的导数 转子 写成紧凑形式 v ψ R 0 i        abc abc S abc     