【正文】 ? E0 jXsI1 I1 ? ? ? b b 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） 2. 欠勵磁 當(dāng) If ＜ If0 時， 發(fā)電機輸出電容性無功功率； If ? → Q2 ? 。 —— 不穩(wěn)定運行區(qū)。 b T139。需要注意的是，勵磁繞組必須通過一限流電阻短接，因為直接開路，將在其中感應(yīng)出危險的高壓；直接短路，將在定、轉(zhuǎn)子繞組間產(chǎn)生很大的沖擊電流。 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） 大連理工大學(xué)電氣工程系 ?U ＋ U1A － S ＋ U1B － 1. 電壓相等 如果 則 U1A≠U1B △ U = U1A－ U1B ≠0 2. 頻率相等 如果： ?A≠?B U1A U1B ?A ?B —— ?U = 0 ~ 2U1 U1A U1B U1A U1B ?U U1A U1B ?U U1A U1B ?U 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） U1BU U1BV U1BW 3. 相序相同 如果相序不同， 則 ?UU = 0 ?UV = U1AV－ U1BV ?UW = U1AW－ U1BW U1AU U1AV U1AW ?UV ?UW 二、并聯(lián)運行的方法 調(diào)節(jié) If → 調(diào)節(jié) E0 ；調(diào)節(jié) n → 調(diào)節(jié) f 。 矩角特性：保持 n、 If 、 U1 不變時， T 與 ? 的關(guān)系，即 T = f (? ) 。因此，無論對供電部門還是用電部門，對無功功率進(jìn)行自動補償以提高功率因數(shù)，防止無功倒送，從而節(jié)約電能，提 ??C O S 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） 功率因素補償問題 問題與討論 同步調(diào)相機： 同步電動機工作于過勵狀態(tài)，可以使同步電機向電網(wǎng) “ 送出 ”無功功率，減少電網(wǎng)輸送給工礦企業(yè)的無功功率，從而提高了工礦企業(yè)的功率因數(shù)。 滯后 超前 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） 同步電動機的 V 形曲線 當(dāng) U1 = UN、 f1 = f N、 TL 不變時： I1 = f (If ) O I1 If P239。 ) 滯后于 U1， 電機呈電感性。 調(diào)節(jié) If 時， U f TL都不變，則 T 和 Pe 不變， 即 T 和 P1 不變。 (2) PeM 產(chǎn)生在 θ＜ 90o 處。m = N Xd = E0－ U1cosθ Id Xq = U1sinθ Iq － EQ jXq Iq － E0 U1 I1 ? jXqI1 Id Iq Ψ θ 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） 三相同步電動機的功率和轉(zhuǎn)矩 一、功率 1. 輸入功率（不計勵磁功率） P1 = 3U1I1cos? 2. 電樞銅損耗 PCu = 3R1I12 3. 電磁功率 Pe = P1－ PCu 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） U1 I1 R1I1 jXsI1 － E0 Ψ ? 在隱極同步電動機中 Pe = 3E0 I1cosΨ 在凸極同步電動機中 Pe = 3EQ I1cosΨ 4. 空載損耗 P0 = PFe＋ Pme＋ Pad 鐵損耗 機械損耗 附加損耗 Id U1 I1 ? R1I1 jXqI1 － EQ Iq jXq Iq － E0 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） 5. 輸出功率 P2 = Pe－ P0 6. 總損耗 Pal = PCu＋ PFe ＋ Pme＋ Pad 7. 功率平衡方程式 P1 － P2 = Pal 8. 效率 P1 PCu Pe P0 P2 ? = 100% P2 P1 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） 二、轉(zhuǎn)矩 1. 轉(zhuǎn)矩平衡方程式 T2 = T－ T0 4. 空載轉(zhuǎn)矩 2. 輸出轉(zhuǎn)矩 3. 電磁轉(zhuǎn)矩 T2 = P2 Ω = = P2 n 60 P2 2? n T = Pe Ω = = Pe n 60 Pe 2? n T0 = P0 Ω = = P0 n 60 P0 2? n 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） 穩(wěn)定運行時 T2 = TL 忽略 T0， 則 T=T2=TL 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） 【 例 】 已知某三相同步電動機， n = 1 500 r/min， Xd = 6Ω， Xq = 4Ω， Y 形聯(lián)結(jié)。 (2) 畫 R1I1 和 j Xq I1 。 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(yīng)理論。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。 Ψ —— 內(nèi)功率因數(shù)角。 5. 額定頻率 fN ： 50Hz。據(jù)統(tǒng)計，目前的銅或鋁導(dǎo)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(dá) 1000多億度。而用常規(guī)導(dǎo)體做磁體，要產(chǎn)生這么大的磁場，需要消耗 ，投資巨大。 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(dǎo)體發(fā)電機 ? 近年來世界各國開始研制超導(dǎo)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 。 ? 目前在更大容量的發(fā)電機中，可以采用導(dǎo)線內(nèi)部直接冷卻。水電站采用。多用于水輪發(fā)電機和一般中小型同步電機。 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。 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(dāng)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(dāng)于一塊旋轉(zhuǎn)的磁鐵。 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。 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。 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。 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)。系統(tǒng)還設(shè)有自動水溫調(diào)節(jié)器，以調(diào)節(jié)定子冷卻水進(jìn)水溫度，使之保持基本穩(wěn)定；設(shè)置了離子交換器，用以提高定子繞組冷卻水的水質(zhì)。這座發(fā)電廠由 Zenergy電力公司開發(fā)，裝機為 。磁流體發(fā)電，是利用高溫導(dǎo)電性氣體（等離子體）作導(dǎo)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。 2. 額定電流 IN ：線電流的額定值。 aXaX※ Xa —— 電樞反應(yīng)電抗。求在上 述條件下運行時的 E0、 ? 、 ? 和 ? 。然后分別求出直軸和交軸的電樞反應(yīng)。 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(shè)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。 Id U1 I1 ? R1I1 jXqI1 － EQ Iq jXq Iq － E0 U1 =－ EQ＋ (R1＋ jXq )I1 U1 =－ E0＋ jXd Id＋ jXq Iq＋ R1I1 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） (a) 電感性 (b) 電阻性 Id U1 I1 ? R1I1 jXqI1 － EQ Iq jXq Iq － E0 R1I1 Id U1 I1 jXqI