同步電機(jī)原理課程ppt課件-免費(fèi)閱讀
【正文】 ◆并車(chē)的準(zhǔn)備工作是檢查并車(chē)條件和確定合閘時(shí)刻。在用電高峰期和低谷期，可以靈活地決定投入電網(wǎng)的發(fā)電機(jī)數(shù)量，提高了發(fā)電效率和供電靈活性。將所有的最低點(diǎn)連接起來(lái)，將得到與 cosj=0對(duì)應(yīng)的曲線(xiàn)，該線(xiàn)左邊為欠勵(lì)狀態(tài)，功率因數(shù)超前，右邊為過(guò)勵(lì)狀態(tài)，功率因數(shù)滯后（見(jiàn)圖 ）。 ◆圖 ，隱極發(fā)電機(jī)的電勢(shì)相量圖，和的矢端必須落在直線(xiàn) AB和 CD上。 ◆應(yīng)當(dāng)注意，當(dāng)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流不變時(shí)， d的變化也將無(wú)功功率的變化。 ◆當(dāng)功角處于 0到范圍內(nèi)時(shí)，隨著 d的增大，亦增大，同步發(fā)電機(jī)在這一區(qū)間能夠穩(wěn)定運(yùn)行。同步電機(jī)的空載特性也常用標(biāo)么值表示，空載電勢(shì)以額定電壓為基值，取 時(shí)的勵(lì)磁電流 (稱(chēng)為額定勵(lì)磁電流 )為勵(lì)磁電流的基值。 空載特性 ? ◆ 當(dāng)空載運(yùn)行時(shí) ,勵(lì)磁電勢(shì)隨勵(lì)磁電流變化的關(guān)系 稱(chēng)為同步發(fā)電機(jī)的空載特性。通常將極靴的極弧半徑做成小于定子的內(nèi)圓半徑，而且兩圓弧的圓心不重合 (稱(chēng)為偏心氣隙 )，從而形成極弧中心處的氣隙最小，沿極弧中心線(xiàn)兩側(cè)方向氣隙逐漸增大，這樣可以使得氣隙磁通密度的分布較接近正弦波形。電樞繞組總的電樞反應(yīng)電勢(shì)可以寫(xiě)為 (164) 考慮到漏磁通引起的漏抗電勢(shì) =j(為電樞繞組的漏電抗 )后，電樞繞組中由電樞電流引起的總的感應(yīng)電勢(shì)為 (165) 其中 =+定義為直軸同步電抗， =Xaq+定義為交軸同步電抗。考慮到相位關(guān)系后，每相電樞反應(yīng)電勢(shì)為： （ 163) 電樞反應(yīng)電抗的大小和電樞反應(yīng)磁通所經(jīng)過(guò)磁路的磁阻成反比，磁阻與電樞磁勢(shì)軸線(xiàn)的位置有關(guān)。 電角度 (處于相鄰一對(duì)磁極的中性線(xiàn)位置，稱(chēng)為交軸，用 q 表示 )，和 之間的相位差 y由負(fù)載性質(zhì)決定，和重合。 y稱(chēng)為 內(nèi)功率因數(shù)角 ，其大小由負(fù)載的性質(zhì)決定。因此，同步發(fā)電機(jī)接上三相對(duì)稱(chēng)負(fù)載以后，電機(jī)中除了隨軸同轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子磁勢(shì) (稱(chēng)為機(jī)械旋轉(zhuǎn)磁勢(shì) )外，又多了一個(gè)電樞旋轉(zhuǎn)磁勢(shì) (稱(chēng)為電氣旋轉(zhuǎn)磁勢(shì) ) 。并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，為電網(wǎng)電壓，其大小和頻率不變，對(duì)應(yīng)的合成磁勢(shì)總是以同步速度旋轉(zhuǎn)，因此功角的大小只能由轉(zhuǎn)子磁勢(shì)的角速度決定。如果是負(fù)載運(yùn)行，定子繞組中還存在定子銅耗，＝－就是發(fā)電機(jī)的輸出功率。 ◇方程式 (168)兩邊同時(shí)加上 j()，即： 上式左邊的相量 j() 顯然與處于同一方位，而右邊的相量 +j 可以很方便地求得，這樣就找到了的方位。 作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行是同步電機(jī)最主要的運(yùn)行方式，作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行是同步電機(jī)的另一種重要的運(yùn)行方式。 ◆ 交變電勢(shì)的產(chǎn)生：由于電樞繞組與主磁場(chǎng)之間的相對(duì)切割運(yùn)動(dòng)，電樞繞組中將會(huì)感應(yīng)出大小和方向按周期性變化的三相對(duì)稱(chēng)交變電勢(shì)。這種同步電機(jī)的定子又稱(chēng)為電樞，定子鐵心和繞組又稱(chēng)為電樞鐵心和電樞繞組。 ◆轉(zhuǎn)子鐵心上裝有制成一定形狀的成對(duì)磁極，磁極上繞有勵(lì)磁繞組，通以直流電流時(shí)，將會(huì)在電機(jī)的氣隙中形成極性相間的分布磁場(chǎng)，稱(chēng)為勵(lì)磁磁場(chǎng) (也稱(chēng)主磁場(chǎng)、轉(zhuǎn)子磁場(chǎng) )。通過(guò)引出線(xiàn)，即可提供交流電源。同步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)可以調(diào)節(jié)，在不要求調(diào)速的場(chǎng)合，應(yīng)用大型同步電動(dòng)機(jī)可以提高運(yùn)行效率。參看圖 ，凸極電機(jī)的相量圖可按下述步驟作出。同步發(fā)電機(jī)的功率平衡方程式為 (171) 定子繞組的電阻一般較小，其銅耗可以忽略不計(jì)，則有 (172) 功角的概念 ? 功角的概念 ◆ y為內(nèi)功率因數(shù)角， d=yj定義為功角。穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，和之間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)， d具有固定的值。 ★ 參看異步電機(jī)篇的介紹，不難證明這兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)的轉(zhuǎn)速均為同步速，而且轉(zhuǎn)向一致，二者在空間處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，可以用矢量加法將其合成為一個(gè)合成磁勢(shì) 。 時(shí)空相量圖 : 1 時(shí)空相量圖 : 2 時(shí)空相量圖 : 3 時(shí)空相量圖 : ? 如圖 所示的瞬間， A相繞組中感應(yīng)電勢(shì)達(dá)到最大值，此時(shí)如果y=0 ，即 A相電流和同相位，則亦達(dá)到最大值。 利用時(shí)空相量圖 (圖 ) ，可以方便地分析不同負(fù)載情況時(shí)同步發(fā)電機(jī)電樞反應(yīng)的情況。對(duì)于凸極電機(jī)而言，當(dāng)和重合時(shí)，經(jīng)過(guò)直軸氣隙和鐵心而閉合（這條磁路稱(chēng)為直軸磁路），如圖 所示。 對(duì)于隱極電機(jī)來(lái)說(shuō)，由于電樞為圓柱體，忽略轉(zhuǎn)子齒槽分布所引起的氣隙些微不均勻后，可以認(rèn)為隱極電機(jī)直軸磁路和交軸磁路的磁阻相等，直軸和交軸電樞反應(yīng)電抗相等，即 == ，結(jié)合 =+，并代入式
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