同步發(fā)電機的不對稱運行(已修改)
2025-05-29 04:39 本頁面
【正文】 電氣工程與 自動化專業(yè) 第十四章 同步發(fā)電機的不對稱運行 電氣工程與 自動化專業(yè) 本章內(nèi)容 同步電機各序阻抗與等效電路 1 同步發(fā)電機的單相穩(wěn)定短路 2 同步發(fā)電機的兩相穩(wěn)定短路 3 電氣工程與 自動化專業(yè) 對稱分量法 不對稱運行狀態(tài)的主要原因： ① 外施電壓不對稱 。三相電流也不對稱。 ② 各相負(fù)載阻抗不對稱 。當(dāng)初級外施電壓對稱，三相電流不對稱。不對稱的三相電流流經(jīng)變壓器，導(dǎo)致各相阻抗壓降不相等，從而次級電壓也不對稱。 ③ 外施電壓和負(fù)載阻抗均不對稱 。 著重分析 ? 不對稱運行的分析方法 ? 正序阻抗 、 負(fù)序阻抗及零序阻抗的物理概念及測量方法 ? 危害性 ——三相變壓器在 Y， yn連接時相電壓中點浮動的原因及其危害 電氣工程與 自動化專業(yè) 對稱分量法 ? 對稱的三相系統(tǒng) ：三相中的電壓 Ua、 Ub、 Uc對稱 ， 只有一個獨立變量 。 如三相相序為 a、 b、 c， 由 Ua得出其余兩相電壓 Ub=α 2 Ua, Uc=αUa ? 復(fù)數(shù)算子 α ＝ ej120＝ ej240 α = cos120176。 +j sin120176。 α 2＝ ej240＝ ej120 α 3＝ ej360＝ ej0＝ 1 ? 三相不對稱系統(tǒng)：三相中的電壓 Ua、 Ub、 Uc互不相關(guān) ——大小不一定相等 ， 相位關(guān)系不固定 Ua、 Ub、 Uc為三個獨立變量 A B C 電氣工程與 自動化專業(yè) 對稱分量法 ? 對稱分量法 是分析三相不對稱運行的基本方法。在以后的章節(jié)中還會用到。 任意一組三相不對稱的物理量（電壓、電流等）均可分解成三組同頻率的對稱的物理量。 以電流為例，說明如下： 電氣工程與 自動化專業(yè) 對稱分量法 ? 把 不對稱 的三相系統(tǒng)分解為三個獨立的對稱系統(tǒng)，即正序系統(tǒng)、 負(fù)序系統(tǒng) 和 零序系統(tǒng) ? 下標(biāo) “ +”、 “ ”、 “ 0”分別表示正序、負(fù)序和零序 電氣工程與 自動化專業(yè) 對稱分量法 ? 結(jié)論 （ 1） 正序 、 負(fù)序和零序系統(tǒng)都是對稱系統(tǒng) 。當(dāng)求得各個對稱分量后 ， 再把各相的三個分量 疊加 便得到不對稱運行情形 。 （ 2） 不同相序具有不同阻抗參數(shù) ， 電流流經(jīng)電機和變壓器具有不同物理性質(zhì) 。 （ 3） 對稱分量法根據(jù)疊加原理 ， 只適用于線性參數(shù)的電路 中 。 電氣工程與 自動化專業(yè) 同步電機各序阻抗與等效電路 ? 不對稱負(fù)載 – 大容量的單相負(fù)載，如單相電爐 – 引起三相電壓和三相電流的不對稱 – 對同步發(fā)電機帶來不利的影響 ? 主要分析方法 – 與分析異步電機不對稱運行相同 – 對稱分量法 ? 對稱分量法 – 將不對稱的三相電壓、電流及其所激勵的磁勢分解為 正序分量、負(fù)序分量和零序分量 – 然后對各個分量分別建立的端點方程式和相序方程式，求解各序分量并研究各序分量分別所產(chǎn)生的效果 電氣工程與 自動化專業(yè) 同步電機各序阻抗與等效電路 – 將它們疊加起來，就得出實際不對稱運行的結(jié)果和影響 – 應(yīng)用條件：不計飽和 ? 不對稱運行時 – 同步發(fā)電機的空氣隙磁場為一橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場 – 包含正序和負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場 – 由于旋轉(zhuǎn)方向不同，所以轉(zhuǎn)子回路的反應(yīng)也各不相同， 對不同相序的電流，同步電機呈現(xiàn)的電抗也就有不同的數(shù)值 電氣工程與 自動化專業(yè) 同步電機各序阻抗與等效電路 ? 對稱運行時 – 定子電流為一穩(wěn)定的對稱三相電流，即一組正序分量 – 其旋轉(zhuǎn)磁場（即正序旋轉(zhuǎn)磁場）和轉(zhuǎn)子之間沒有相對運動，不會在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電勢，這個電流所遇到的電抗便是同步電抗 – 同步電機的正序電抗即系同步電抗，即 SXX ??電氣工程與 自動化專業(yè) 同步電機各序阻抗與等效電路 ? 不對稱運行時 – 負(fù)序電流所產(chǎn)生的負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場以同步轉(zhuǎn)速向著和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相反的方向旋轉(zhuǎn) ? 該磁場以兩倍同步轉(zhuǎn)速切割轉(zhuǎn)子繞組，在其中感應(yīng)出兩倍電源頻率的交變電流 – 對于負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)子繞組的作用為一短路繞組 – 負(fù)序電流所遇到的電抗不再是同步電抗，而是另一個電抗 x–，稱它為 負(fù)序電抗 ，其數(shù)值遠較同步電抗為小 電氣工程與 自動化專業(yè) 同步電機各序阻抗與等效電路 ? 負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場 – 在轉(zhuǎn)子激磁繞組和阻尼繞組中感應(yīng)的兩倍頻率的交變電流，將引起附加的銅損耗 – 在轉(zhuǎn)子表面產(chǎn)生渦流，從而引起附加表面損耗 – 還在轉(zhuǎn)子軸和定子機座引起振動 ? 我國 《
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