电机学第6章同步电机.pptxVIP

同步发电机的基本工作原理;;;按运行方式，同步电机分发电机、电动机和补偿机。;旋转磁极式同步电机的类型;;1同步电机的基本结构;返回;定子铁心;国产200MW汽轮发电机定子;国产200MW汽轮发电机定子铁心;返回;;汽轮发电机结构;国产300MW汽轮发电机;引进600MW汽轮发电机;水轮发电机结构;水轮发电机结构转子结构;水轮发电机结构;现场运行的水轮发电机;2同步电机的运行状态;;3同步电机的励磁方式;分为电励磁方式和永磁励磁方式;带副励磁机的励磁系统;静止整流器励磁系统;4同步电机的额定值;空载运行时，同步电机内仅有由励磁电流所建立的主极磁场。表示一台四极电机空载时的磁通示意图。从图可见，主极磁通分成主磁通Φ0和漏磁通Φfσ两部分，前者通过气隙并与定子绕组相交链，后者不通过气隙，仅与励磁绕组相交链。主磁通所经过的主磁路包括空气隙电枢

齿、电枢轭、磁极极身和转子轭等五部分。;同步发电机的空载运行;励磁电流If单独建立的励磁磁动势Ff产生的主、漏磁通。;;时空相矢量图;二、对称负载时的电枢反应;电枢反应的性质，取决于电枢磁动势基波和励磁磁动势基波之间的相对位置，即与空载电动势和电枢电流之间的夹角有关.;准备工作;;a)定子绕组电动势、电流和磁动势的空间矢量图;b)时间矢量图;c)时-空统一矢量图;d)气隙合成磁场与主磁场的相对位置;a)滞后于时的空间矢量图;b)滞后时的时-空统一矢量图;c)超前时得时-空统一矢量图;;;;此种情况下;一般情况下的电枢反应小结;隐极(Cylindrical-rotor)发电机的电磁过程:

不考虑磁饱和;在时间相位上，滞后于以90°电角度，若不计定子铁耗,与同相位，则将滞后于以90°电角度于是亦可写成负电抗压降的形式，即;将式(6—6)代人式(6—5)，可得

;隐极同步发电机的向量图;隐极同步发电机的向量（图b）;隐极同步发电机的等效电路;隐极发电机的电势方程式;隐极发电机的相量图;考虑磁饱和时，由于磁路的非线性，叠加原理不再适用。此时，应先求出作用在主磁路上的合成磁动势F，然后利用电机的磁化曲线(空载曲线)求出负载时的气隙磁通及相应的气隙电动势。;再从气隙电动势减去电枢绕组的电阻和漏抗压降，使得电枢的端电压，即;一、双反应理论：考虑到凸极电机气隙的不均匀性，把电枢反应分成直轴和交轴电枢反应分别来处理的方法，就称为双反应理论。

凸极同步电机的气隙是不均匀的，极面下气隙较小，两极之间气隙较大，故直轴下单位面积的气隙磁导λd(λd＝μ0／λd)要比交轴下单位面积的气隙磁导λq(λq＝μ0／λq)大很多，

当正弦分布的电枢磁动势作用在直轴上时，由于λd较大，故在一定大小的磁动势下，直轴基波磁场的幅值Bad1相对较大。;;图6—18双反应理论;;双反应理论（布朗戴尔双反应法）;不考虑磁饱和时同步发电机负载运行时物理量的关系：

;凸极同步发电机的电动势方程和相量图;则电动势平衡方程;直轴和交轴同步电抗的意义;式中，Xd和Xq分别称为直轴同步电抗和交轴同步电抗，它们是表征对称稳态运行时电枢漏磁和直轴或交轴电枢反应的一个综合参数。上式就是凸极同步发电机的电压方程。

引入虚拟电动势，使可得;和可以用相应的负电抗压降来表示;若正方向按图规定，则有;凸极同步发电机的向量图;角的确定;凸极同步发电机的等效电路图;凸极同步电机电枢磁通及所经磁路及磁导;;凸极同步发电机的相量图作图步骤;6.5同步发电机的功率方程和转矩方程;电磁功率

;二、转矩方程;电磁转矩;2.无功电流产生电磁力但不形成转矩;;ψ≈φ=900,无功电流产生电磁力,不形成电磁转矩;6.6同步电机参数的测定;短路时，，故，，而

所以

因为短路试验时磁路为不饱和，所以这里的E0(每相值)应从气隙线上查出，如图6—25所示，求出的Xd值为不饱和值。;