电机及拖动基础 教学课件 ppt 作者 刘景林 罗玲 付朝阳 编著第九章.ppt

上式中没有考虑励磁损耗,认为励磁功率与原动机输入功率无关。若励磁机与发电机同轴运转，则 还应扣除励磁机吸收的功率后才能得到 。 电磁功率 是通过电磁感应作用由气隙合成磁场传递到发电机定子的电功率。在扣除了电枢绕组铜耗 后，就是发电机输出的电功率 ，即 第七节 同步发电机原理 式中， 为原动机提供的拖动转矩；而 为空载阻转矩，制动性质； 为电磁转矩，也是制动性质。 (9.27) 式(9.25)同时除以发电机角速度 ，就得到了同步发电机的转矩平衡方程，即 (9.26) 第七节 同步发电机原理 四．功角特性 根据图9.17相量图，忽略电枢绕组电阻 ，可推导出凸极同步发电机功角特性： (9.28) 式中，第一项称为励磁电磁功率，第二项称为凸极电磁功率或磁阻功率，是 由 d 、q 轴磁路不对称产生的。 第七节 同步发电机原理 对于隐极同步发电机， ，电磁功率 为 (9.29) 隐极同步发电机只有励磁电磁功率，其功角特性如图9.19曲线1所示。 图9.19同步发电机的功角特性 第七节 同步发电机原理 凸极同步发电机功角特性如图9.19曲线3所示。其中，励磁电磁功率为曲线1，凸极电磁功率为曲线2。 即忽略定子绕组的铜损耗 忽略同步电动机定子电阻 时，电磁功率 二．功角特性 根据图9.8相量图，可得 又： 图9.8 凸极式同步电动机相量图 第四节 同步电动机的功角特性 上式中，第一项与 即励磁电流 有关，称为励磁电磁功率。第二项，与电动机纵轴、横轴参数不相等有关，也就是由凸极式转子引起的，称为凸极电磁功率或磁阻功率。 将上述关系代入电磁功率的表达式并化简得： (9.15) 第四节 同步电动机的功角特性 由式(9.15)可知，在电动机参数一定的条件下，电磁功率 是角度 的函数，即 称为同步电动机的功角特性，如图9.10曲线3所示。 图9.10 凸极同步电动机的功角特性 第四节 同步电动机的功角特性 励磁电磁功率 凸极电磁功率 功角特性 与 呈正弦函数关系，如图9.10中的曲线2。当 时， 与 呈正弦函数关系，如图9.10中的曲线1。当 时， 达到最大，最大值为 。 励磁电磁功率 凸极电磁功率 达到最大，最大值为 。 第四节 同步电动机的功角特性 隐极同步电动机可视为凸极同步电动机的特例。 对于隐极同步电动机， ，电磁功率 与 角的关系为 功角特性如图9.10曲线1所示。 第四节 同步电动机的功角特性 把式(9.15)两边同除以机械角速度 ，得到电磁转矩 电磁转矩 与 的函数关系称为矩角特性，与功角特性形状一致。如图9.10曲线3所示。 三．矩角特性 (9.16) 对于隐极同步电动机，电磁转矩为 隐极式同步电动机的矩角特性如图9.10曲线1所示。 (9.17) 第四节 同步电动机的功角特性 第四节 同步电动机的功角特性 图9.10 凸极同步电动机的矩角特性 以隐极式同步电动机为例进行分析。 1. 功率角 在 区间 四．稳定运行区间 （a） 图9.11 隐极同步电动机的稳定运行 在 范围内，电机能够稳定运行。 第四节 同步电动机的功角特性 在 范围内，电机不能稳定运行。 2. 功率角 在 区间 （b） 图9.11 隐极同步电动机的稳定运行 第四节 同步电动机的功角特性 最大电磁转矩 与额定转矩 之比，称为过载倍数，用 表示。即 当负载变化时， 角随之变化，电磁转矩 和电磁功率 也随之变化，以达到新的平衡，而电机的转速 却严格按照同步转速旋转。所以同步电动机的机械特性为一条水平直线，斜率为零。 第四节 同步电动机的功角特性 根据同步电动机的原理， 角为电动势 与 之间的夹角，显然