同步電機部分發(fā)電機的運行原理

SN（KVA,MVA IN（A：④額定頻率fN：50Hz ⑤額定功率因數(shù)cosPN 凸極（規(guī)定磁勢從定子到轉(zhuǎn)子為正 隱4凸極：Ff1kfFf2NfI 隱極：Ff1kf kf待E04.44E、I，它們都以頻率fF、B，它們都以速度旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的選?。簷M坐標(biāo)表示空間距離，原點放在A相繞組中心線位置。90f1和0與時間向且參考軌十jfa1.35Pkdp1cos(t Ff ②90，滯后，相當(dāng)于發(fā)電機帶電感負(fù) ③90，超前，相當(dāng)于發(fā)電機帶電容負(fù) F F F＝Fcos II I

1N f1N

0E0EI

f

(氣隙電勢aa E0EE0

，

U

jX1EaaFaIEaUI(R1jX1)E0jIXE0UI(R1jX1jXaE0UI(R1jXc，式中XC

E0UIRE E01 1IR1 jIXjI 1IR1 jIXjI jIXjI1 IRjI(X )jI(X 1IR jI jI 1 U U UXdX1Xad、XqX1Xaq分別稱為直軸電抗、交軸電抗。XadX EUIRjIXjIX 1

通常是未知的，為了應(yīng)用雙反應(yīng)理論，必須確定。方法1作圖法：①過圖中R點，做垂直 RQIX |RQ

IqX

I

q 0dEqUIR1jIXq，EEqjI(XdXq0d2：（IXqUsin

IR1UcosIXqUsin

Uqq

I*

*U*sin1I*R*U*cos1 E0E0是由勵磁磁勢單獨產(chǎn)生的，即空載電勢。當(dāng)發(fā)電機負(fù)載后，磁場由空載磁場和電樞磁場共同作用（即合成磁勢F。此時繞組感應(yīng)電勢為氣隙0疊加原理簡化：IfFf100 IF 真實情況 IfFf1 IIa XN2XadXaqXcX1XXdX1XXqX1X別是Xd*1.0,Xq*0.6，忽略電樞繞組電阻。EUIRjI jIX 1 E*U*jI*X* I*1cos11 I*I* E*U*jI*X*1010.69036.9 功率角19.4036.9qq

I*X*U*sin

)

0.6

)

U*cos Id*(I*sin)(90)0.832Iq*(I*cos)00 E*U*jI*X* E0*UcosId*Xd*sin19.40.832*100n1nN不變，保持功率因數(shù)cos不變。研究UIIf UE0f(If短路特性：U Ikf(If Uf(If外特性：If Uf(I調(diào)整特性：U Iff(I Ikf(If關(guān)系曲線的形狀： EUI(R1jIX1 EaEaa

2NfIf EUI(RjIX EUI(RjX 短路時U0EI(RjX)jI XXcIKXd【要求熟練掌握】EUI(RjIX

jI

jI

q 短路時U0，電勢方程變?yōu)椋篍0jI jI 00

jIXjIXE jI

于 If1KcIfk――短路時產(chǎn)生額定電樞電流的勵磁電流。由圖見，用氣隙線求的額定電壓對應(yīng)的勵磁電流(If0將結(jié)論 Xc(不飽和)<Xc（飽和2KIf0＝IkIIcII *由K＝Ik0 UN *cI Uc

EN0 X

c X*或XCKK1cX*或dC1X，不考慮飽和時的磁導(dǎo)大，故短路比小。

f(If

因為同（反）EUIX1FFf1上需要進(jìn)一步增加，增加的額度為產(chǎn)生F1.35NI P當(dāng)U20.5UNB’C’IX1（E’’思考：為什么C’A’小于CA?Fa1.35Pkdp1A’F’(=AF)。于是當(dāng)U20.5UN時所需的勵磁電流If2便可確定。比較前兩步，可發(fā)現(xiàn)不管端電壓如何變化，三角形EAFX1Xp。If Uf(I圖 圖 U Iff(I

UE0UNE*U0U0 ，50HzFa折算為直軸勵磁電流為259A。其空載試驗和短路試驗數(shù)據(jù)如下：線電壓U0x*x*0.19r CCZL2.82j2.115ΩY

860If140，在空載特性的氣隙線上查得線E077.56.211.2

3 6.466kVX3

I

64667.52 25000 3310.5103ZU

N10.510.53ZC標(biāo)么值為X*ZCb

ZL2.82j2.115，求負(fù)載電流及端電壓： EU IZ I(RjXjX)I 計算空載EU 105006062.18V，代入上式得到I。是否有問題？計算中Xc用的是不飽和值，而E 30對應(yīng)的相電勢為E' 7.16KV30

6.212.4KV

I ZLjX

7.16

2.822.822.822 U 3U 3IZL 2.822可見U遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于UNE比U不會大很多（問：大多少？） I2I2 f2

E*U*jI*X*U*jI*X*10j0.191 相量圖中7.77

1.1246062.186813.9V3E 11.802KV3I

155232155（11.80210.5)210.612.3I2II2Ifa 2f210.62210.6225922210.6259cos(9036.87433.69E14.113.46（433.69－388)14.114.475 388電壓變化率U0

E0UN10000

37.8600UE0*E*U*jI*X*102.132 2.281.70jUE0*1電流沖擊．理想狀況：U0調(diào)節(jié)方法：調(diào)節(jié)If。

調(diào)節(jié)方法：調(diào)節(jié)n。相序不同但gs，則UA0，UB0，UC0123明。相序不同且若gs：則發(fā)電機和電網(wǎng)電勢間的相位差0~360度間變化 t=t1:t=t2：As－Ag＝120，Cs－Bg=0，Bs－Cg三個時刻：1三個時刻：1滅－3滅－2滅若gs1．2．2前面討論了在什么條件下，可以把發(fā)電機并入電網(wǎng)。假設(shè)發(fā)電機是在理想條件下并網(wǎng)的，所謂理想P1pmpfep0P200T1P1p00 a：并 b：增大 60并網(wǎng)時，原動機的轉(zhuǎn)速n為同步速n1 P見圖d，增加原動機拖動轉(zhuǎn)矩，使T1>T0，則轉(zhuǎn)子加速nn1，勵磁磁勢Ff1在原動機帶動下加速，超前合成的氣隙磁勢F并網(wǎng)后，電壓U不變，E基本不變，所以F基本不變)。問題：若維持T1>T0不問題：若維持T1>T0不dT1Tem1T11Tem1T0P1Pemp0Pempcu1P2 f：隱極發(fā)電機相量PemP2pcu1mUIcosmI2mI(UcosmE0I

夾角f 是制動性質(zhì)的。只要保證'在一定范圍內(nèi)，則發(fā)電機轉(zhuǎn)矩會自動平衡，不會持續(xù)加速。IXCcosE0E0則Icos

mUIcosmE0UX

C .功：當(dāng)90時，mXC在不同If下，E0變，U不變，電機呈現(xiàn)不同的功角特性。見圖2。圖PemP2mUIcosmUIcos(mU(IcoscosIsinsinmU(IqcosIdsinUsinIqXE0UcosIdXPemmU(IqcosIdsinmU(UsincosE0UcossinX

X1mU mE sin2 X 2X XmE0Usin1mU2(11)sinX X X第二項與第二項與E0無關(guān)，是由于dPem0功率和比為靜態(tài)過載倍數(shù)或過載能力。用Km表示：Km

P

XE

1N 0 NX對于凸極電機，額定工況下的N約為（20～30）Km2~2.9 cos

mU

cos ) X X X X X調(diào)無功：調(diào)勵磁電流調(diào)無功：調(diào)勵磁電流忽略R1，則：

mE0UsinmUIcosXCE0sinIcos矢端軌跡在直線AB上。發(fā)電機帶電阻負(fù)載時（U、I同相U，電機的運行狀況。根據(jù)前面的分析，可把I和If的關(guān)系畫成曲線供參考。 圖c：進(jìn)一步減小原動機輸入機械功率T1T0，轉(zhuǎn)子 ，F(xiàn)f1滯后F，此時氣隙磁場 UEI(RjX1)EjIXaI(RjX1)EI(RjXC 倍，極距為基波的場隨主極一起以同步速n1p

n1fm為定子繞組的相數(shù)，q為每極每相槽數(shù)。以圖示的電機(q=