電機學(xué)-同步發(fā)電機的基本電磁關(guān)系(編輯修改稿)
2025-06-17 02:50 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ffffFkF ?1定子轉(zhuǎn)子圖1 0 1 5 隱極同步發(fā)電機勵磁磁動勢1fafF k F F F k Fk? ? ? ? ???? ? ?fa kk1? 電樞磁動勢折算系數(shù) 167。 103 隱極同步發(fā)電機的電動勢方程式、同步電抗和相量圖 ?二、考慮飽和時的磁動勢－電動勢相矢圖 ka的物理意義：一個基波電樞磁動勢乘以折算系數(shù) ka以后就換算成了一個等值的階梯形波勵磁磁動勢；反過來說，一個階梯形勵勵磁磁動勢除以 ka (或乘以 kf)后，就換算成了一個等值的電樞基波磁動勢。 167。 103 隱極同步發(fā)電機的電動勢方程式、同步電抗和相量圖 ?二、考慮飽和時的磁動勢－電動勢相矢圖 3)決定 的大小與位置 : 的位置與 重合，其大小可由計算或試驗獲得，它 的計算公式為 aF aF I?111 .3 5 ( / )awNIFkp? 安 極4)求出 af FFF ?? ?11fF 如上圖中 段。 CO5)把 Ff1換算成階梯形波，即求出 Ff＝ kaFf 1， Ff用或 if＝ Ff / Nf在空載特性上找 出 E0，然后在落后于 矢量 方向作 相量 1fF ?90 0E?討論： 在負載時，雖然有 Ff， 然而卻不存在 E0，實際繞組里只存在一個氣隙電 動勢 Eδ，只有在負載除去后， E0才表現(xiàn)出來。 167。 103 隱極同步發(fā)電機的電動勢方程式、同步電抗和相量圖 ?二、考慮飽和時的磁動勢－電動勢相矢圖 電壓調(diào)整率： 所謂電壓調(diào)整率， 就是指當(dāng)勵磁電流保持不變，發(fā)電機從滿載和額定電壓下逐漸甩去全部負載，電壓變化的百分數(shù)。即 ％1000 ??????NNUUEUE0為對應(yīng)于額定負載和額定電壓時得勵磁電流下得空載電動勢 UNφ為額定相電壓。 167。 104 凸極同步發(fā)電機的雙反應(yīng)理論 ?一、雙反應(yīng)理論 凸極同步發(fā)電機的電樞磁場分布及雙反應(yīng)理論的提出： 凸極同步發(fā)電機的氣隙是不均勻的，極弧下氣隙較小，極間部分氣隙較大，因此同一電樞磁破動勢作用在不同的位置時，電樞反應(yīng)將不一樣 ?d 軸1adB adB adF?q 軸 adB? aqF1aqBaqB167。 104 凸極同步發(fā)電機的雙反應(yīng)理論 ?雙反應(yīng)理論 凸極同步發(fā)電機的電樞磁場分布及雙反應(yīng)理論的提出： 雙反應(yīng)理論的基本思想： 當(dāng)電樞磁動勢 的軸線既不和直軸又不和交軸重合時，可以把電樞磁動勢 分解成直軸分量 和交軸分量 ，然后分別分析直軸和交軸電樞磁動勢的電樞反應(yīng)，最后再把它們的的效果迭加起來。 這種考慮到凸極電機中氣隙的不均勻性，把電樞反應(yīng)分為直軸和交軸電樞反應(yīng)的處理方法，叫做雙反應(yīng)理論。 aFaF adFaqFq軸d軸 d軸1n?aFaqFadF圖1 0 1 8 把凸極同步電機的電樞磁動勢分解為直軸分量和交軸分量167。 105 凸極同步發(fā)電機的電動勢方程式、同步電抗和相量圖 ?二、不考慮飽和時的相量圖 電磁關(guān)系： 電動勢方程式：各物理量的規(guī)定正方向與圖 10－ 11所示。 )( 勵磁電流fi1fF0?0E?)( 定子三相電流系統(tǒng)I?系統(tǒng)dI?系統(tǒng)qI?adFaqFad?aq?adE?aqE????E??平衡與arIU???aaqad rIUEEEE ?????? ????? ?0167。 105 凸極同步發(fā)電機的電動勢方程式、同步電抗和相量圖 ?二、不考慮飽和時的相量圖 電樞反應(yīng)電抗：和隱極電機相似 ， 不計飽和時 式中 xad、 xaq分別為 直軸電樞反應(yīng)電抗和交軸電樞反應(yīng)電抗 ，它表征當(dāng)對稱的三相直軸或交軸電樞電流每相為 1安時，三相聯(lián)合產(chǎn)生的基波電樞磁場在每一相繞組中感應(yīng)的直軸或交軸電樞反應(yīng)電動勢。 qaqaqaqdadadadIFEIFE????????aqqaqaddadxIjExIjE????????同步發(fā)電機的基本電磁關(guān)系 167。 105 凸極同步發(fā)電機的電動勢方程式、同步電抗和相量圖 ?二、不考慮飽和時的相量圖 電樞反應(yīng)電抗： 電樞反應(yīng)電抗正比于匝數(shù)的平方和磁導(dǎo)的乘積，即 aqaqadadwxwx????2121aqad ??? aqad xx ?對于隱極電機，由于氣隙均勻， ，所以 。 aqad ??? aaqad xxx ??同步發(fā)電機的基本電磁關(guān)系 167。 105 凸極同步發(fā)電機的電動勢方程式、同步電抗和相量圖 ?二、不考慮飽和時的相量圖 電樞反應(yīng)電抗： ad?2??dq dx?xadx2??dqaq??xaqxqx圖1 0 2 0 直軸和交軸電樞反應(yīng)磁通對應(yīng)的磁路及等效電路(a) (b)167。 105 凸極同步發(fā)電機的電動勢方程式、同步電抗和相量圖 ?二、不考慮飽和時的相量圖 綜上分析，凸極同步發(fā)電機的電動勢方程式為： qqddaaqqaddaaqqaddaaaqqaddxIjxIjrIUxxIjxxIjrIUxIjxIjxIjrIUErIUxIjxIjxIjE????????????????????????????????????????)()(00????或式中： ??xxxxxxaqqadd????分別稱為凸極同步電機的直軸同步電抗和交軸同步電抗。 其物理意義為當(dāng)對稱三直軸或交軸電樞電流每相為 1安時，三相聯(lián)合產(chǎn)生的電樞總磁場在電樞每一相繞組中感應(yīng)的電動勢。 ?二、不考慮飽和時 的相量圖 引入電動勢 ， QE?qaQ xIjrIUE ???? ??????c oss i n1UIrUIxtgaq??? ?167。 105 凸極同步發(fā)電機的電動勢方程式、同步電抗和相量圖 ?二、不考慮飽和時的相量圖 等效電路： I?arU?～0EEQ???qx圖1 0 2 3 凸極機同步發(fā)電機近似等效電路 例 102 一臺凸極同步發(fā)電機，其直軸和交軸同步電抗分別等于 ，電樞電阻略去不計。試計算發(fā)電機發(fā)出額定電壓、額定功率， （滯后）時的勵磁電動勢（不計飽和）。 1. 0 0. 6dqxx????， o s ?? ???I0EUddjI xqqjI xqjIx???I0EUddjI xqqjIxqjIx?c oss i n 11 ???????? ?????? tgUUxItg q??????? ??dd xIUE ?c o s08 3 i n1s i n ???? ?? ??II d? o s 1 ?? ??56. 3 36. 8 19. 5? ? ?? ? ? ? ? c os ? ? ? ? ??三、考慮飽和時的相量圖 設(shè)已知凸極同步發(fā)電機負載時數(shù)據(jù) U、 I、 cosφ和電機參數(shù) ra、 xσ、kad、 kaq以及空載特性，作考慮飽和時的相量圖。 1）首先按 作出 P點； 2）確定 ψ角，即如何確定 Q點； ??xIjrIUE a ???? ???由 10－ 24相矢圖可以看出： ?? c osc osaqaqqaqExIIxQP ???產(chǎn)生 ?cosaqE 所需的等效磁動勢為： aaqaqaq FkFk ??c os167。 105
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