【正文】 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） 由相量圖求得 Ψ = ? 177。 (3) 畫 (－ EQ) ，確定 (－ E0)的方位。 如果忽略 R1，則 U1 =－ E0＋ jXd Id＋ jXq Iq ∵ 交軸方向的氣隙大 qdaqad xxxx ??? 或 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） Ψ － E0 I1 Iq Id － E0 I1 Iq Ψ Id － j(Xd－ Xq)Id EQ 設虛擬電動勢 EQ = E0－ j (Xd－ Xq ) Id 2. 等效電路 (a) I1 滯后于 － E0 時 jId EQ (b) I1 超前于 － E0 時 jId 結(jié)論： EQ 與 E0 同相位。 E0 = － kw1 N1f1 Φ0 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） 1. 基本方程式 ＋ U1 － I1 Uf → If→ F0m→ Φ0→ E0 U1 → I1 → Id → Iq → Fad → Faq → Φad → Φaq → Ead → Eaq Φ? → E? R1I1 U1 =－ E0－ Ead－ Eaq－ E?＋ R1I1 Ead =－ jXad Id ※ Xad —— 直軸電樞反應電抗 。然后分別求出直軸和交軸的電樞反應。而不同的磁阻將對應著不同的電抗。求在上 述條件下運行時的 E0、 ? 、 ? 和 ? 。 已知： － E0 滯后于 － E1θ角， U1 =－ E1＋ (R1＋ j X?) I1 θ 因此－ E0 滯后于 U1θ。 aXaX※ Xa —— 電樞反應電抗。 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） 一、三相隱極同步電動機的運行分析 1. 基本方程式 ＋ U1 － I1 Uf → If → F0m Fm U1 → I1→ Fam E1 電樞 感應 → Φ 合成 磁通勢 U1 = R1I1－ E?－ E1 E? =－ j X? I1 ※ 漏磁感應電動勢： ※ R X? —— 定子每相繞組的電阻、漏電抗。 2. 額定電流 IN ：線電流的額定值。若改為超導輸電，節(jié)省的電能相當于新建數(shù)十個大型發(fā)電廠。磁流體發(fā)電，是利用高溫導電性氣體（等離子體）作導體，并高速通過磁場強度為 5萬～ 6萬高斯的強磁場而發(fā)電。 超導磁體在電力方面的應用：可用于制作交流超導發(fā)電機、磁流體發(fā)電機和超導輸電線路等。這座發(fā)電廠由 Zenergy電力公司開發(fā)，裝機為 。由于超導狀態(tài)下電機繞組的電阻完全消失，從而徹底解決了電機的溫升問題，也大大提高了電機的效率。系統(tǒng)還設有自動水溫調(diào)節(jié)器，以調(diào)節(jié)定子冷卻水進水溫度，使之保持基本穩(wěn)定；設置了離子交換器，用以提高定子繞組冷卻水的水質(zhì)。例如采用空心導體（如圖），冷卻介質(zhì)直接在導體中流通而把熱量帶走，這樣能更有效地降低電機的溫升。 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） ? 在中、小型電機中，都采用空氣作為冷卻介質(zhì)。 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） 水輪發(fā)電機：立式安裝 勵磁機 發(fā)電機 水輪機 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） 汽輪發(fā)電機：臥式安裝 勵 磁 機 發(fā)電機 汽輪機 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） 轉(zhuǎn)子鐵芯 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） 小浪底電站水輪機組安裝 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） 三峽電站首臺機組安裝 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） 大連理工大學電氣工程系 水力發(fā)電 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） 火力發(fā)電廠 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） 燃燒室 燃料 鍋爐的 爐膛 循環(huán)水 汽輪機 發(fā)電機 3 600 r/min 升壓變壓器 超熱高壓蒸汽 電能輸出 電能的產(chǎn)生 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） 熱電廠 1 煤傳送帶 2 加煤機 3 粉碎機 4 鍋爐 5 煤渣 6 空氣預熱器 7 靜電除塵 8 煙囪 9 汽輪機 10 冷凝器 11變壓器 12 冷卻塔 13 發(fā)電機 14 輸電線 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） 二、勵磁方式 1. 直流勵磁機勵磁 勵磁繞組由小型直流發(fā)電機供電。 汽輪發(fā)電機：由氣輪機作為原動機，臥式安裝、轉(zhuǎn)速高、極對數(shù)少，采用隱極式。 磁極數(shù)少，直徑小，氣隙均勻。 2. 轉(zhuǎn)子 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） N S + － 3 ~ 3 ~ 定子鐵芯 端蓋 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） 汽輪發(fā)電機的定子 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） 機座 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） (1)轉(zhuǎn)子鐵心： 由整塊鑄（鍛）鋼制成。 在異步電機中轉(zhuǎn)子繞組是一個自行閉合的繞組，當氣隙磁場切割轉(zhuǎn)子繞組時，便會在轉(zhuǎn)子繞組中感應電勢產(chǎn)生電流，轉(zhuǎn)子鐵芯便表現(xiàn)為表面旋轉(zhuǎn)變化的磁極。 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 同步 60 f1 p n = n0 = 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） V1 V2 W2 W1 U1 U2 N S 同步電動機中的磁通勢 定子 —— 電樞。 轉(zhuǎn)子 直流磁極。 三相同步電機的基本結(jié)構(gòu) 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） 在同步電機中，轉(zhuǎn)子是主磁 極，當外加的直流勵磁電流流入轉(zhuǎn)子繞組時，轉(zhuǎn)子鐵芯便表現(xiàn)出固定的極性，隨轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)，相當于一塊旋轉(zhuǎn)的磁鐵。 (1)定子鐵心： (2)定子繞組： (3)機座和端蓋等。 阻尼繞組 在同步發(fā)電機中，阻尼繞組抑制轉(zhuǎn)子機械振蕩；在同步電動機中，阻尼繞組做起動繞組用。 多用于水輪發(fā)電機和一般中小型同步電機。 大型同步發(fā)電機通常用汽輪機或水輪機作為原動機來拖動，前者稱為 汽輪發(fā)電機 ，后者稱為 水輪發(fā)電機 。水電站采用。 電刷 集電環(huán) 勵磁繞組。 ? 目前在更大容量的發(fā)電機中，可以采用導線內(nèi)部直接冷卻。冷卻水系統(tǒng)的作用是保證向定子繞組不間斷地供水，監(jiān)視水壓、流量和電導率等參數(shù)。 氫冷系統(tǒng) 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） ?補充：超導體發(fā)電機 ? 近年來世界各國開始研制超導體氣輪發(fā)電機，它是巨型氣輪發(fā)電機的一種很有前途 的 冷卻方式 。 ? 世界首座高熱超導體氫發(fā)電廠 2022年 11月在德國巴伐利亞一座水電廠安裝。而用常規(guī)導體做磁體，要產(chǎn)生這么大的磁場，需要消耗 ，投資巨大。 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） 磁流體發(fā)電機 磁流體發(fā)電機同樣離不開超導強磁體的幫助。據(jù)統(tǒng)計，目前的銅或鋁導線輸電，約有 15%的電能損耗在輸電線路上，光是在中國，每年的電力損失即達 1000多億度。 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） 四、額定值 1. 額定電壓 UN ：線電壓的額定值。 5. 額定頻率 fN ： 50Hz。因此 的大小可以說明電樞反應的強弱。 Ψ —— 內(nèi)功率因數(shù)角。 ? (b) 電阻 性 U1 I1 － E0 jXsI1 θ=Ψ (c) 電 容性 U1 I1 jXsI1 － E0 ? ? θ Ψ Ψ ????????????????:.:)(,:,:101110三者關系的時間相位角與是功角功率角與負載有關的時間相位角與是外功率因數(shù)角與電機參數(shù)及負載有關的時間相位角與是內(nèi)功率因數(shù)角UEIUIE 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） 【 例 】 某三相隱極同步電動機， PN = 50 kW， UN = 380 V， Y 形聯(lián)結(jié)， IN = 90 A， ?N = （電感性）， R1 = Ω， Xs = Ω。這樣，同樣大小的電樞磁動勢作用在直軸和交軸上時，所產(chǎn)生的電樞磁場將有明顯的差別。 即將電樞反應磁勢分解成正交的兩個向量。 直軸 交軸 － E0 I1 Iq Ψ Id 直軸分量： Id = I1 sinΨ 交軸分量： Iq = I1 cosΨ I1 = Id＋ Iq —— 雙反應理論。 Xq = Xaq＋ X? —— 交軸同步電抗。 (2) 畫 R1I1 和 j Xq I1 。 (6) 畫 (－ E0)。 Xd = E0－ U1cosθ Id