電機(jī)學(xué)華中科大

6.2同步電機(jī)的運(yùn)行原理同步發(fā)電機(jī)空載運(yùn)行同步電機(jī)的電樞反應(yīng)隱極同步發(fā)電機(jī)的負(fù)載運(yùn)行凸極同步發(fā)電機(jī)的負(fù)載運(yùn)行一、同步發(fā)電機(jī)空載運(yùn)行同步發(fā)電機(jī)空載運(yùn)行是指同步發(fā)電機(jī)被原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)到同步轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組通入直流勵(lì)磁電流而定子繞組開路時(shí)的運(yùn)行工況。1.空載感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與頻率基波電動(dòng)勢(shì)：E0=4.44fNkN1Φ0n速旋轉(zhuǎn)主磁通Φ0漏磁通Φfσ定子感應(yīng)電勢(shì)eabcn感應(yīng)電勢(shì)勵(lì)磁電流磁動(dòng)勢(shì)2.空載電動(dòng)勢(shì)與勵(lì)磁電流的關(guān)系電機(jī)磁路的飽和系數(shù)當(dāng)轉(zhuǎn)子以恒定轉(zhuǎn)速n旋轉(zhuǎn)時(shí)，為磁路的磁化特性與曲線相似(成比例)3.相位關(guān)系若轉(zhuǎn)子以恒定速度旋轉(zhuǎn)，取轉(zhuǎn)子與某相相軸相交時(shí)作參考，勵(lì)磁電流If磁動(dòng)勢(shì)Ff(基波分量)隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角速度ω相軸直軸(d軸)oω時(shí)軸與定子某相交鏈磁通不計(jì)磁滯效應(yīng)選取相軸為時(shí)軸n用空間矢量表示同相位感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)可以用時(shí)間向量表示為二、

同步電機(jī)的電樞反應(yīng)IfFf隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為n基波E0（）接三相對(duì)稱負(fù)載三相對(duì)稱電流iabc(f)旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)基波(電樞磁勢(shì))大小轉(zhuǎn)速方向與轉(zhuǎn)子同向與在空間相對(duì)靜止，聯(lián)合建立氣隙磁場(chǎng)BδФδ電樞繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E

δ電樞反應(yīng)：電樞電流產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)對(duì)勵(lì)磁磁場(chǎng)的影響1.定義2.電樞反應(yīng)的性質(zhì)

當(dāng)取任一相繞組軸線作為時(shí)間參考軸，設(shè)三相對(duì)稱負(fù)載時(shí)，相電流I滯后于相角。若在t＝0時(shí)，轉(zhuǎn)子勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)正向軸線（d軸）超前參考相軸線90o（電角度），則各時(shí)－空矢量如圖所示。

根據(jù)交流電機(jī)繞組理論磁動(dòng)勢(shì)原理，電樞三相電流產(chǎn)生的合成旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)基波矢量與重合。(1)ψ=0o時(shí)(負(fù)載為純阻性)

Fa=Faq,與Ff1正交，為交磁性質(zhì)(2)ψ=90o時(shí)(負(fù)載為純感性)

Fa=－Fad,與Ff1反向，為去磁性質(zhì)(3)0<ψ<90o時(shí)(負(fù)載為感性)

FaFad，與Ff1反向，去磁性質(zhì)Faq，與Ff1正交，交磁性質(zhì)(4)－90o<ψ<0o時(shí)(負(fù)載為容性)

FaFad，與Ff1同向，助磁性質(zhì)Faq，與Ff1正交，交磁性質(zhì)(1)隱極同步電機(jī)3.分析方法不飽和時(shí)，求出

氣隙均勻，處于任意位置上，產(chǎn)生的氣隙磁場(chǎng)Ba大小相同，故可直接由：(2)凸極同步電機(jī)－雙反應(yīng)理論

凸極電機(jī)氣隙不均勻，處于不同位置，產(chǎn)生的氣隙磁場(chǎng)Ba不同，處于d，q軸上時(shí)，分別產(chǎn)生出如圖所示的磁動(dòng)勢(shì)：雙反應(yīng)理論：

當(dāng)處于任意位置且不計(jì)飽和時(shí)：分解或分解氣隙合成磁場(chǎng)：三、隱極同步發(fā)電機(jī)的負(fù)載運(yùn)行假設(shè)條件：不考慮飽和轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流定子三相電流不考慮飽和1.電路圖If三相對(duì)稱取一相分析Xa：電樞反應(yīng)電抗，Xσ：漏電抗Xt：隱極同步電機(jī)的同步電抗2.相量圖考慮飽和時(shí)，求解方法：先求合成磁勢(shì)（折算到勵(lì)磁磁勢(shì)），再利用空載特性（磁化曲線）求四、凸極同步發(fā)電機(jī)的負(fù)載運(yùn)行1.不計(jì)飽和與隱極同步電機(jī)相似，可以得到一相等效電路為：Xd=Xσ+XadXq=Xσ+Xaq由得到：四、凸極同步發(fā)電機(jī)的負(fù)載運(yùn)行2