[工學(xué)]第12章+同步電機(jī)的基本理論和運(yùn)行特性(文件)
【正文】 dd XIj?qI?過(guò)勵(lì)凸極同步發(fā)電機(jī)相量圖 ?U步驟： ?以 U為參考，畫(huà) I ?畫(huà) EQ， 并確定 d、 q軸 ?爭(zhēng)分解電流 I ?畫(huà) E0=EQ+jId(XdXq) ?完成相量圖 課時(shí)小結(jié) 1. 隱極同步電機(jī)的電路方程、等效電路和相量圖？ 2. 何為 雙反應(yīng)理論 ？交、直軸電樞磁場(chǎng)磁動(dòng)勢(shì)實(shí)際波形？交、直軸電樞磁場(chǎng)磁密實(shí)際波形？（分析時(shí)均取其基波分量） 3. 凸極同步電機(jī)的電路方程、等效電路和相量圖？ 4. 理解： 電樞反應(yīng)電抗、漏抗、同步電抗 5. 比較大?。? xsxaxσ xdxqxσ xσ是常量，電樞反應(yīng)電抗與氣隙磁場(chǎng)飽和度有關(guān)。 隱極同步發(fā)電機(jī)的分析方法 一、不計(jì)磁路磁飽和時(shí) ?電路方程和等效電路 負(fù)載情況下： fI磁極 1fF???0?0E?E?aE??aaF?I電樞?????E )(???? ?? XIjEarI?aR?I?U?X等效電路 *注：磁場(chǎng)對(duì)轉(zhuǎn)子繞組無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng) 定子側(cè)電壓平衡方程： ?電樞反應(yīng)電抗和同步電抗 IkPNmF wa 12??IkPmNkkFHB waa 1000 2 ????? ????????????? ? lBlx dxB aaa 2)s i n1( 0 ?? ?IPk lkm f Nf NkE wawa )4(21201 ????? ????kδ δ — 有效氣隙長(zhǎng)度 μ0 = 4π 107 H/m lτ — 每極面積 72121016:??????Pklkm f Nx wa電樞反應(yīng)電抗IjxE aa ?? ??aa xIjxIjrIUE ????? ???? ?0ssaaaZIUjxrIUxxjrIUE????????????????][)]([0 ??xxx as ??:同步電抗aR?I?U?XaXaR?I?UsX電樞反應(yīng)電抗和同步電抗的物理意義： ?Xa是三相合成氣隙旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)應(yīng)的電抗，要比每相激磁電抗 大 3/2倍，更大于漏抗 Xσ ?Xσ很小，因此 Xa與 Xs在數(shù)值上相差不大 ?與異步機(jī)的 Xm相比較，數(shù)值上 Xa小于 Xm（同步機(jī)氣隙較大） ?Xa與 Xm（異步機(jī)）均為每相值，各相相等 ?Xs為定子側(cè)總電抗 ?大小關(guān)系： XsXaXσ ?隱極發(fā)電機(jī)的相量圖 過(guò)勵(lì)隱極同步發(fā)電機(jī)相量圖 步驟： ?以 U為參考，畫(huà) I ?畫(huà) E ?畫(huà) E0=EEa ?標(biāo)注各角度 ?畫(huà)磁通 Ф=Фa+Ф0 0??a??0?E???E?I??XIjaXIj??90? ?UaRI?Ψ δ 0?E?ISXIj?? ?UaRI?Ψ δ 簡(jiǎn)化相量圖： 二、考慮磁路磁飽和時(shí) 考慮磁飽和時(shí)，由于磁路的非線(xiàn)性，疊加原理不再適用。 ?勵(lì)磁狀態(tài)： 當(dāng)電樞反應(yīng)起助磁作用，為保持電網(wǎng)電壓不變，必須減小勵(lì)磁電流，減小勵(lì)磁電流的運(yùn)行狀態(tài)稱(chēng)為 欠勵(lì)狀態(tài) ?結(jié)論： 欠勵(lì)運(yùn)行狀態(tài)的同步電機(jī)將向電網(wǎng)輸送容性無(wú)功功率。 (P0) ?電樞反應(yīng)性質(zhì)： Fa 超前 Ff 90186。 ?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(chēng)為 過(guò)勵(lì)狀態(tài)。( )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。 ?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）。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。 If=IfN， n=nN 定子繞組開(kāi)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(huà)在同一坐標(biāo)即為時(shí)空矢量圖。第十二章 同步電機(jī)的基本理論和運(yùn)行特性 ? 同步電機(jī)的結(jié)構(gòu) 同步電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng) 同步電機(jī)的空載運(yùn)行 對(duì)稱(chēng)負(fù)載時(shí)的電樞反應(yīng) 隱極同步發(fā)電機(jī)的分析方法 凸極同步發(fā)電機(jī)的分析方法 電樞繞組的漏抗 同步發(fā)電機(jī)的空載、短路和負(fù)載特性 同步發(fā)電機(jī)的參數(shù)及測(cè)定 同步發(fā)電機(jī)的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行特性 同步電機(jī)的結(jié)構(gòu) ? 基本特點(diǎn) ? ①根據(jù) 電磁感應(yīng) 原理工作的 交流旋轉(zhuǎn) 電機(jī) ? ②轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速固定為 同步轉(zhuǎn)速 pfnn 601 ?? 當(dāng) f=50Hz時(shí)， p= 5… 則： n=n1=3000、 1500、 1000、 750、 600… 主要用途 ①主要作 發(fā)電機(jī) ②電動(dòng)機(jī)（無(wú)需調(diào)速、低速大功率機(jī)械、改善功率因數(shù)） ③補(bǔ)償機(jī)（空轉(zhuǎn)的同步電動(dòng)機(jī)，向電網(wǎng)輸送無(wú)功功率） 一、同步電機(jī)的
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