[工學(xué)]第12章同步電機(jī)的基本理論和運(yùn)行特性(完整版)
【正文】 176。 電樞繞組的漏抗 電樞繞組總磁通 →差漏抗（或諧波漏抗） xν 主磁通 槽漏磁通 端接部分漏磁通 高次諧波漏磁通 電樞繞組漏磁通 →電樞漏抗 xσ 常數(shù)、較小 (~)Xσ 電樞繞組漏磁通的影響： ? 槽漏磁通使導(dǎo)體內(nèi)的電流產(chǎn)生集膚效應(yīng) ? 繞組的銅耗增加 ? 端部漏磁通將在端部構(gòu)件（端蓋、壓環(huán)等） 引起渦流，產(chǎn)生局部發(fā)熱 ? 漏磁電動勢將影響電機(jī)的端電壓 (波形和幅值 ) 167。39。39。)(0?不飽和?討論： 利用空載和短路特性求不飽和同步電抗 E0、 E0’、 Ik均用每相值進(jìn)行計(jì)算 凸極機(jī)的 Xq 需用其它方法測定（轉(zhuǎn)差率法） ?標(biāo)么值 *39。U Nm39。 三、調(diào)整特性 IfIONU?定義： n＝ n1， U =UN， cos θ = cos θ N時， η=f(P2)。39。 加勵磁電流 If0 時測得的短路電流 Ik0 與額定電流 IN 之比 Nkfkfk IIIIk 00 ??E39。39。39。 負(fù)載特性 ： )(c os1 fIfUc on s tc on s tInn ???? ?零功率因數(shù)特性 ： )(0c os1 fN IfUIInn ???? ?一、空載特性： 當(dāng)同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行于 時，即稱為空載運(yùn)行。 隱極同步發(fā)電機(jī)的分析方法 一、不計(jì)磁路磁飽和時 ?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：磁場對轉(zhuǎn)子繞組無相對運(yùn)動 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)磁場對應(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 過勵隱極同步發(fā)電機(jī)相量圖 步驟： ?以 U為參考，畫 I ?畫 E ?畫 E0=EEa ?標(biāo)注各角度 ?畫磁通 Ф=Фa+Ф0 0??a??0?E???E?I??XIjaXIj??90? ?UaRI?Ψ δ 0?E?ISXIj?? ?UaRI?Ψ δ 簡化相量圖： 二、考慮磁路磁飽和時 考慮磁飽和時，由于磁路的非線性，疊加原理不再適用。 (P0) ?電樞反應(yīng)性質(zhì)： Fa 超前 Ff 90186。( )時的電樞反應(yīng) 0E?I? ?? 90?直軸去磁電樞反應(yīng) A XCYZBA 相軸時軸B 相軸C 相軸A 相軸時軸?時間矢量圖A 相軸時軸?dF f1qA 相時空矢量圖E 0AI AI BE 0CI CE 0BIE 0F a? a? 0E ?E aF ?? ?圖1218 ???? 時的電樞反應(yīng)N Sdqn?功率交換 ： Fa滯后 Ff 180186。而時間相量僅指一相的量，表示其電動勢、電壓、電流及繞組匝鏈的磁通。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)的勵磁系統(tǒng) 同步電機(jī)的空載運(yùn)行 對稱負(fù)載時的電樞反應(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， p= 5… 則： n=n1=3000、 1500、 1000、 750、 600… 主要用途 ①主要作 發(fā)電機(jī) ②電動機(jī)（無需調(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)的同步電動機(jī)，向電網(wǎng)輸送無功功率） 一、同步電機(jī)的基本工作原理 A、同步發(fā)電機(jī) 原動機(jī) 拖動轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)子磁場 切割定子繞組 感應(yīng) 三相交流電勢 轉(zhuǎn)子加 直流勵磁 定子 鐵芯 電樞繞組 (交流 ) 轉(zhuǎn)子 鐵芯 勵磁繞組 (直流 ) mwfN KE ??? 相電勢大小： 頻率 ： 60pnf ?★ 與異步機(jī)比較 B、同步電動機(jī)： ? 定子： 三相繞組通入三相交流電 →產(chǎn)生氣隙旋轉(zhuǎn)磁場 ? 轉(zhuǎn)子： 磁極的勵磁繞組通入直流電產(chǎn)生轉(zhuǎn)子磁場 ? 定子、轉(zhuǎn)子 相互吸引，轉(zhuǎn)子跟隨定子旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn) pfnIaA B C601 ??????fIpfnn 601 ?? 可見： 無論是同步發(fā)電機(jī)還是同步電動機(jī)，恒有： pfnn 601 ??兩種旋轉(zhuǎn)磁場 電樞磁場 (交流勵磁的旋轉(zhuǎn)磁場 ) aF?轉(zhuǎn)子磁極磁場 (直流勵磁的機(jī)械旋轉(zhuǎn)磁場 ) fF?★ 思考：區(qū)別（產(chǎn)生機(jī)理、轉(zhuǎn)速、分布）？ eT1n?N1 S2 定子 發(fā)電機(jī) 轉(zhuǎn)子磁場 Ff超前 于電樞磁場 Fa Te與 n1反向 同步機(jī)的三種運(yùn)行方式 : 阻力 N1 S2 0?eT1n補(bǔ)償機(jī) 定子 1n?N1 S2 1n電動機(jī) 轉(zhuǎn)子磁場 Ff滯后 于電樞磁場 Fa Te與 n1同向 eT定子 驅(qū)動力 1n電 機(jī) 旋轉(zhuǎn)電樞式 旋轉(zhuǎn)磁極式 隱極式 （ Salientpole） 凸極式 （ CylindricalRotor） 電樞：高電壓、大電流，裝在定子便于引出 磁極 (勵磁 )：電流小，通過電刷可以引入轉(zhuǎn)子 用于小容量或特殊用途同步電機(jī) 如同步電機(jī)的交流勵磁機(jī) 二、同步電機(jī)的構(gòu)造特點(diǎn) 同步電機(jī)的組成：定子、 (氣隙 )、轉(zhuǎn)子 N S N S + A A B C C B 氣隙 轉(zhuǎn)子磁極鐵芯
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