[工學(xué)]第12章+同步電機(jī)的基本理論和運(yùn)行特性-文庫吧
2025-01-03 11:50 本頁面
【正文】 行可靠，適用于防燃防爆場(chǎng)合 ?但滅磁時(shí)間常數(shù)大，轉(zhuǎn)子繞組保護(hù)困難 交流副勵(lì)磁機(jī) 500Hz圖12 12 旋 轉(zhuǎn)整流勵(lì)磁系統(tǒng)主發(fā)電機(jī)交流主勵(lì)磁機(jī)100Hz旋轉(zhuǎn)電樞繞組電壓輸出自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器同軸連接167。 同步電機(jī)的空載運(yùn)行 ?空載的定義 ?空載電動(dòng)勢(shì) E0 空載電動(dòng)勢(shì) E0隨時(shí)間變化 規(guī)律與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng) 沿空間分布 規(guī)律相同。 If=IfN， n=nN 定子繞組開路的狀態(tài) 沿氣隙 分布 繞組 磁通 感應(yīng) 電動(dòng)勢(shì) 圖1213 隱極同步電機(jī)轉(zhuǎn)子磁勢(shì)F f1?F fx一、隱極式同步電機(jī)的空載磁動(dòng)勢(shì) fff FFk 1?fff NIF ???定義： 勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)波形系數(shù) 實(shí)際波形 基波分量 轉(zhuǎn)子磁極 轉(zhuǎn)子繞組 kf取決于 r（小齒齒距之和 /極距） F f1?fF fx??圖1214 凸極同步 電機(jī)轉(zhuǎn)子磁勢(shì)二、凸極式同步電機(jī)的空載磁動(dòng)勢(shì) 2s in41??? ff FF ? 2s in4 ????fk實(shí)際波形 基波分量 轉(zhuǎn)子磁極 轉(zhuǎn)子繞組 三、時(shí)間相量和空間矢量 ?空間矢量： 在 空間 按正弦規(guī)律分布的量 1fF?氣隙 磁動(dòng)勢(shì)基波分量 1fB?氣隙 磁密基波分量 ?時(shí)間相量： 隨 時(shí)間 按正弦規(guī)律變化的量 0??定子 繞組 所匝鏈的磁通 0E?定子 繞組 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) ?時(shí)空矢量圖的定義： 將具有 相同角速度 的空間矢量和 時(shí)間相量畫在同一坐標(biāo)即為時(shí)空矢量圖。 思考：相量圖和矢量圖的區(qū)別？ Ff1 φ0 Bf1 E0 直軸 A相軸 /時(shí)軸 S N A X B Z C Y ω1=2πf ?同步電機(jī)空載時(shí)的時(shí)空矢量圖 時(shí)間相量和空間矢量都以相繞組軸線作為參考軸。 同步電機(jī)空載時(shí)的時(shí)空矢量圖 交軸 交軸 ?說明 1 時(shí)間相角有明確的物理意義，空間相角也有明確的物理意義，但是 時(shí)、空之間的 “ 相角 ” 無物理意義 。 2 參考軸 可以任意選擇，但一般選擇在相繞組軸線 3 空間矢量是由三相電樞或主極的共同作用產(chǎn)生的，如磁動(dòng)勢(shì)和磁通密度。而時(shí)間相量?jī)H指一相的量，表示其電動(dòng)勢(shì)、電壓、電流及繞組匝鏈的磁通。 4 空間矢量相對(duì)于轉(zhuǎn)子而言是靜止的，由于轉(zhuǎn)子以同步速旋轉(zhuǎn)，所以空間矢量相對(duì)于氣隙而言就是以同步速旋轉(zhuǎn)的。 四、空載電動(dòng)勢(shì)相量 ??? 000 EE A????? 1 2 000 EE B???? 1 2 000 EE C?0110 ?? wkfNE?氣隙磁場(chǎng)由轉(zhuǎn)子磁極建立 ?磁通：主磁通和漏磁通 ?主磁路：氣隙、電樞齒、電樞軛、磁極極身、轉(zhuǎn)子軛 五、電壓波形的正弦畸變率 ?定義： 122122322mnmnmmkmmvUUUUUUk???????????額定容量為 10VA到 1MVA的交流發(fā)電機(jī)，其線電壓波形允許的正弦畸變率不超過 10% 額定容量為 1MVA以上的交流發(fā)電機(jī)，其線電壓波形允許的正弦畸變率不超過 5% 課時(shí)小結(jié) 1. 同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁可分為哪幾類？ (了解 ) 2. 同步發(fā)電機(jī)空載時(shí)氣隙磁動(dòng)勢(shì) 是定子還是轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的？磁動(dòng)勢(shì)實(shí)際波形是什么波（隱極和凸極）？波形系數(shù)如何定義？ (重點(diǎn) ) 3. 空間矢量和時(shí)間相量的物理意義有何區(qū)別？同步電機(jī)中哪些量是空間矢量，哪些量是時(shí)間相量？何謂 時(shí)空矢量圖 ？同步發(fā)電機(jī)空載時(shí)的時(shí)空矢量圖？ (重點(diǎn) ) 4. 電壓波形正弦畸變率的定義是什么？ 167。 對(duì)稱負(fù)載時(shí)的電樞反應(yīng) ?電樞反應(yīng)的概念 電機(jī)帶負(fù)載后，電樞電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)將使空載氣隙磁場(chǎng)的分布發(fā)生變化，從而使繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為 電樞反應(yīng) 。 ?三個(gè)特殊角 內(nèi)功率因數(shù)角 ：是 與 的時(shí)間相位角，與電機(jī)參數(shù)及負(fù)載有關(guān) 外功率因數(shù)角 ：是 與 的時(shí)間相位角，與負(fù)載有關(guān) 功率角（功角） ：是 與 的時(shí)間相位角 三者關(guān)系： 0E??I?? I?U??0E?U?? ? ?+ = 這是為了分析電機(jī)特性而引入的角度 ?負(fù)載時(shí)的時(shí)空矢量圖 ?四個(gè)軸： 直軸、交軸、相軸、時(shí)軸 空載時(shí)空矢量圖 ?F? E?負(fù)載時(shí)的時(shí)空矢量圖 Ψ aE?一、 和 同相 ( )時(shí)的電樞反應(yīng) 0E?I? ?? 0? 交軸電樞反應(yīng) N SdqnA XCYZBA 相軸時(shí)軸B 相軸C 相軸A 相軸時(shí)軸?時(shí)間矢量圖A 相軸時(shí)軸?dF f1qA 相時(shí)空矢量圖E 0AI AI BE 0CI CE 0BIE 0F a? a? 0E ?E aF ?? ?圖1217 ??? 時(shí)的電樞反應(yīng)?功率交換： Fa滯后 Ff，處于 發(fā)電機(jī)運(yùn)行 狀態(tài)， 僅輸出有功功率 （ P0， Q=0，由相量圖分析可得）。 ?電樞反應(yīng)性質(zhì)： 滯后 90186。，作用在交軸，是 交軸電樞反應(yīng) ?特點(diǎn)： 以 A相繞組軸線作為空間矢量和時(shí)間相量的參考軸，則在時(shí)空矢量圖上 與 同方向， 與 同方向。 aF? 1fF?A0??1fF? aF? AI?二、 滯后 90186。( )時(shí)的電樞反應(yīng) 0E?I? ?? 90?直軸去磁電樞反應(yīng) A XCYZBA 相軸時(shí)軸B 相軸C 相軸A 相軸時(shí)軸?時(shí)間矢量圖A 相軸時(shí)軸?dF f1qA 相時(shí)空矢量圖E 0AI AI BE 0CI CE 0BIE 0F a? a? 0E ?E aF ?? ?圖1218 ???? 時(shí)的電樞反應(yīng)N Sdqn?功率交換 ： Fa滯后 Ff 180186。， 處于 補(bǔ)償機(jī)運(yùn)行 狀態(tài)， 僅輸出感性無功功率（ P=0， Q0） ?電樞反應(yīng)性質(zhì)： 滯后 180186。， 作用在直軸，是 直軸去磁電樞反應(yīng) 。 aF?1fF??結(jié)論： 過勵(lì)運(yùn)行狀態(tài)的同步電機(jī)將向電網(wǎng)輸送感性無功功率。 ?勵(lì)磁狀態(tài)： 當(dāng)電樞反應(yīng)起去磁作用時(shí)，為保持輸出電壓不變，必須增大勵(lì)磁電流，增大勵(lì)磁電流后的運(yùn)行狀態(tài)稱為 過勵(lì)狀態(tài)。 aF?三、 滯后 180186。( )時(shí)的電樞反應(yīng) 0E?I? ?? 180? 交軸電樞反應(yīng) A 相軸時(shí)軸?時(shí)間矢量圖A 相軸時(shí)軸?dF f1qA 相時(shí)空矢量圖E 0AI AI BE 0CI CE 0BIE 0F a? a? 0E ?E aF ?? ?圖1219 ????? 時(shí)的電樞反應(yīng)?功率交換： Fa超前 Ff 90176。 , 處于 電動(dòng)機(jī)運(yùn)行 狀態(tài)，從電網(wǎng) 吸收有功功率 ，電動(dòng)機(jī) 輸出機(jī)械功率 。 (P0) ?電樞反應(yīng)性質(zhì)： Fa 超前 Ff 90186。，作用在交軸，是 交軸電樞反應(yīng) 。 四、 超前 90186。( )時(shí)的電樞反應(yīng) 0E?I? ??? 90?直軸助磁電樞反應(yīng) I BE 0CI CE 0BIE
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