【正文】 抗電壓為 c’ a’ ，比 ca大。 計算 為 不飽和值 ma xmi nmi nma xIUxIUxqd ??應(yīng)用： 正常運行時，電機磁路飽和， d軸氣隙小而磁導(dǎo)大，磁路飽和而使 xd減小，分析時應(yīng)用 xd飽和值；短路時，由于電樞反應(yīng)的去磁作用，使電機磁路處于不飽和狀態(tài)， xd用不飽和值。 由于采用自動勵磁調(diào)節(jié)裝置，大大提高了運行穩(wěn)定性，降低短路比可以提高電機經(jīng)濟指標 4. 漏抗的測定 ? 電抗三角形法 ? 抽出轉(zhuǎn)子法 NIabx ??bc等效于電樞反應(yīng)的勵磁電流 抽出轉(zhuǎn)子法測漏抗 ? 抽出電機轉(zhuǎn)子，定子繞組外施三相對稱電壓，使輸入電流達到額定值（ U=15%UN） ? 電壓方程 忽略定子繞組電阻，則： ? 特點： 實測值大于實際值 —— 轉(zhuǎn)子空間也歸入了漏磁路，使總磁阻減小，表現(xiàn)漏抗增大 。 思考題 、異步電機的激磁電抗與同步電機的同步電抗。 0ffafN III ???例題 121 分析 ? 求參數(shù) 注意：每相值，容量與功率，繞組接法 ? 電勢法求電壓變化率 凸極電機應(yīng)首先確定 E0的方向，雙反應(yīng)分解 ? 磁勢法 實用簡化圖， Ifa超前 If0為 ???N角 思考題 （零功率因數(shù)特性）和空載特性有相同的形狀？ 感性負載時，電樞反應(yīng)為純?nèi)ゴ抛饔茫艅蓍g的關(guān)系以及電勢間的關(guān)系為純代數(shù)關(guān)系，即： ??IxEIxEUFkFFsadadf??????0 ??IxEIxEUFkFFsadadf??????0思考題 大？ 同步電機空氣隙大，同步電抗小，短路比大，電機運行穩(wěn)定性高。 短路比小，同步電抗大，負載變化時發(fā)電機的電壓變化就大 —— 電壓調(diào)整率大 ，發(fā)電機的穩(wěn)定度較差。 當定子旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子直軸重合時，定子的電抗為 xd，此時電抗最大，定子電流最小，線路壓降最小，端電壓為最大。0*039。 ? ③發(fā)電廠通過測取空載特性來判斷三相繞組的對稱性以及勵磁系統(tǒng)的故障。 可以由上兩題體會汽輪發(fā)電機與水輪發(fā)電機的參數(shù)差異 。aqqaq FkkFkk ??????039。必須先合成磁勢，利用磁化曲線，確定產(chǎn)生合成的磁場及其合成感應(yīng)電勢。 六、不計飽和凸極電機的分析 ? 凸極同步機的氣隙不均勻 ． 在極面下的磁導(dǎo)大 ， 兩極之間的磁導(dǎo)小 。隱極機氣隙磁場簡單計算 ）對應(yīng)的（即利用空載特性求得有效轉(zhuǎn)子磁勢，得：同乘以氣隙基波磁勢039。根據(jù)方程式求得勵磁電勢 ?步驟 1：在水平方向作出相量 U ?步驟 2：根據(jù) ?角作 I 的方向并作出相量 ?步驟 3：在 U 的尾端加上 Ira 和 相量 jIx0 ，它超前于 I 90176。 五、不計飽和分析隱極同步發(fā)電機 ? 當不考慮磁路飽和現(xiàn)象時，可以應(yīng)用疊加原理：假設(shè)轉(zhuǎn)子磁場與電樞磁場分別在定子繞組中感應(yīng)電勢。 ?為保持電壓不變，應(yīng)減少勵磁，即為 欠激狀態(tài)，將 輸出電容性無功功率 ?為任意角度時的電樞反應(yīng) ? 將電樞磁勢分解為直軸和交軸兩個分量。 直軸電樞反應(yīng) ?轉(zhuǎn)子磁勢和電樞磁勢均作用在直軸上，方向相反，電樞反應(yīng)為純?nèi)ゴ抛饔?，合成磁勢的幅值減小 —— 直軸去磁電樞反應(yīng) 。 ★ 兩個旋轉(zhuǎn)磁勢的轉(zhuǎn)速均為同步速，且轉(zhuǎn)向一致，二者在空間處于相對靜止狀態(tài)，矢量合成為一個合成磁勢 。 2sin4 ????fk? 感應(yīng)電勢的波形和大小與氣隙磁密的分布形狀及幅值大小緊密相關(guān)。 旋轉(zhuǎn)電樞式 三、同步電機的空載運行 1. 空載磁勢 2. 時空矢量 3. 空載電勢 4. 電壓波形畸變 空載與空載磁勢 ? 空載運行：原動機帶動發(fā)電機在同步轉(zhuǎn)速下運行，勵磁繞組通過適當?shù)膭畲烹娏鳎姌欣@組不帶任何負載時。 交流勵磁機靜止整流勵磁 同一軸上有三臺交流發(fā)電機，即主發(fā)電機、交流主勵磁機和交流副勵磁機。 外同步電動機系列有 TD、 TDL等， TD表示同步電動機，后面的字母指出其主要用途。 ? 額定頻率 ：額定運行時電機電樞輸出端電能的頻率，我國標準工業(yè)頻率規(guī)定為 50Hz。 位于各個極對下的每相導(dǎo)體的感應(yīng)電勢便必須用幾何方法相加 。有些發(fā)電機磁極的極靴上開有一些槽，槽內(nèi)放上銅條，并用端環(huán)將所有銅條連在一起構(gòu)成阻尼繞組，其作用是用來擬制短路電流和減弱電機振蕩，在電動機中作為起動繞組用。 ? 集電環(huán) ：激磁繞組的兩個出線端，通過裝在勵磁機側(cè)的集電環(huán)經(jīng)電刷與直流激磁電源接通。火電站中汽輪發(fā)電機一般為兩極隱極式。中小型同步電機多半也做成凸極式。我國電網(wǎng)的頻率為50Hz ，故有： ? 發(fā)電機的轉(zhuǎn)速必須為某些固定值 —— 同步轉(zhuǎn)速。 ? 氣隙 —— 氣隙處于電樞內(nèi)圓和轉(zhuǎn)子磁極之間，氣隙層的厚度和形狀對電機內(nèi)部磁場的分布和同步電機的性能有重大影響。 ? 由于各相匝數(shù)相等，從而各相電勢的大小相等，由于各相繞組空間分布彼此相距 120176。 原動機拖動，則為同步發(fā)電機 當對稱的三相電流流過對稱的三相繞組時，合成磁勢為一旋轉(zhuǎn)磁勢 定子繞組磁勢產(chǎn)生的 氣隙圓形旋轉(zhuǎn)磁場 與轉(zhuǎn)子勵磁產(chǎn)生的磁場有相同的極對數(shù)，磁極相互吸引，驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn) —— 同步電動機 一、同步電機的結(jié)構(gòu) 同步電機的型式與構(gòu)造 1. 基本構(gòu)造型式 2. 汽輪機 3. 水輪機 基本構(gòu)造型式 ? 組成：固定的定子和可旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子 ? 分：磁極旋轉(zhuǎn)式和電樞旋轉(zhuǎn)式。 ? 切割運動 ：原動機拖動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)（給電機輸入機械能），極性相間的勵磁磁場隨軸一起旋轉(zhuǎn)并順次切割定子各相繞組（相當于繞組的導(dǎo)體反向切割勵磁磁場）。 ppfn 300060 ??電動機原理 ? 將同步電機定子 — 繞組接至三相交流電源，頻率為 f的三相交流電流將在電機氣隙中產(chǎn)生轉(zhuǎn)速為同步轉(zhuǎn)速 n1的旋轉(zhuǎn)磁場。 ? 勵磁繞組通入勵磁電流后，沿轉(zhuǎn)子圓周也會出現(xiàn) N 極和 S 極。定子外徑較小時，采用圓形沖片，當定子外徑大于 1m 時，采用扇形沖片。 ? 定子鐵心 —— 水輪發(fā)電機的直徑很大，定子鐵心由扇形電工鋼片拼裝疊成。此外， q較小時 齒諧波電勢的次數(shù)較低而數(shù)值較大 。將各極對重疊，化成一臺等效二極機，然后求出分布因數(shù)。 我國生產(chǎn)的汽輪發(fā)電機有 QFQ、 QFN、 QFS等系列。 思考題 ? 為什么同步電機不能有任意的轉(zhuǎn)速？ ? 如何從外形上區(qū)分汽輪發(fā)電機和水輪發(fā)電機？ ? 定子電樞繞組安排的基本要求 —— 各相繞組感應(yīng)電勢對稱 二、同步電機的勵磁系統(tǒng) 1. 基本概念 2. 勵磁的要求 3. 勵磁方式 4. 幾種勵磁系統(tǒng) 概念 ? 勵磁方式 —— 同步電機獲取 直流 勵磁電流的方式 ? 勵磁系統(tǒng) —— 供結(jié)勵磁電流的整個系統(tǒng)，包括裝置和線路 勵磁機 勵磁調(diào)節(jié)器（手動、自動） 滅磁裝置 對勵磁系統(tǒng)的要求 ? 正常運行時，供結(jié)勵磁電流 ? 為維持端電壓或電網(wǎng)電壓值，隨負載情況變化，勵磁 電流能相應(yīng) 調(diào)節(jié) ? 當系統(tǒng)電壓嚴重下降時（如發(fā)生短路故障等），能 強行勵磁 提高電勢，保持電壓穩(wěn)定 ? 突然丟負荷時，如水輪機組轉(zhuǎn)速明顯升高，能強行減磁 ，限制端電壓過度增高。 它勵式 在中小型同步發(fā)電機中，也可采用自勵式整流系統(tǒng) 交流勵磁機旋轉(zhuǎn)整流系統(tǒng) 靜止整流器的直流輸出必須經(jīng)過電刷和集電環(huán)才能輸送到旋轉(zhuǎn)的勵磁繞組，對于大容量的同步發(fā)電機，其勵磁電流達到數(shù)千安培，使得集電環(huán)嚴重過熱。 ? 用諧波分析法可求出其基波分量 ? 合理地選擇大齒的寬度可以使氣隙磁密的分布接近正弦波。 1222122322mnmnmmkmmvUUUUUUk????????? ??規(guī)定 ：空載及額定電壓時，容量在 300kVA之上時不超過 5%，較小容量不超過 10%。 —— 電樞反應(yīng) ψ E0 Ia ? ?解釋：時間相量 Ia與空間矢量 Fa同向 電樞磁勢 Fa—— 三相電流產(chǎn)生的合成磁勢，哪一相電流達最大值，則位置在其繞組的軸線上； A相電流 Ia—— 如 Ia最大，則 Ia在相軸上，此時 Fa正好在交軸上 ψ=0時的電樞反應(yīng)分析 ? 輸出電流 和空載電勢同相，有功功率從電機輸至電網(wǎng) —— 發(fā)電機狀態(tài) 。 ? sinψ＝ 0， 不發(fā)出無功功率 。當直軸電樞磁勢起磁化作用時，接在電網(wǎng)上的同步電機處于欠激狀態(tài)。 是三相合成電樞反應(yīng)磁場在一相繞組中的感應(yīng)電勢。必須先合成磁勢，利用磁化曲線，確定產(chǎn)生合成的磁場及其合成感應(yīng)電勢。139。 ? 根據(jù)直軸和交軸的磁導(dǎo) ， 分別求出直軸和交軸的磁通密度波及磁通 。 附 .2 凸極機電樞反應(yīng)磁勢的折算 ? 氣隙不均勻，電樞磁勢波與磁密波有不同波形，折算條件： 產(chǎn)生相同的基波磁密 。39。（向下彎曲） ?鐵磁飽和后，需磁勢迅速增大，橫向距離 bc為鐵磁部分的磁壓 ?為了合理地利用材料，空載額定電壓一般設(shè)計在空載特性的彎曲處，如圖中的 c點 b a 飽和系數(shù)： E0*=1時的總磁勢與氣隙磁勢之比， 一般在 意義：空載磁路飽和后，由勵磁磁勢所建立的磁通和感應(yīng)電勢都降低到未飽和時的 1/k?。 影響： 電機磁路處于不飽和狀態(tài)。 不飽和同步電抗的數(shù)值 比飽和同步電