[工學(xué)]第12章同步電機的基本理論和運行特性(編輯修改稿)
2025-02-14 11:50 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 0F a? a? 0E ?E aF ?? ?圖1220 ??????? 時的電樞反應(yīng)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 A?功率交換： Fa與 Ff 同相位，電機 僅輸出容性無功功率 到電網(wǎng)（ P=0， Q0）。 ?勵磁狀態(tài)： 當(dāng)電樞反應(yīng)起助磁作用，為保持電網(wǎng)電壓不變，必須減小勵磁電流，減小勵磁電流的運行狀態(tài)稱為 欠勵狀態(tài) ?結(jié)論： 欠勵運行狀態(tài)的同步電機將向電網(wǎng)輸送容性無功功率。 ?電樞反應(yīng)性質(zhì)： Fa與 Ff 同相位， Fa 作用在直軸，是 直軸助磁電樞反應(yīng) 。 五、一般情況下的電樞反應(yīng) ?直軸分量： ?s inaad FF ?? ??交軸分量： ?c o saaq FF ?? ?可以把電樞電流和電樞反應(yīng)磁動勢分解為兩個分量： ? ? ? ? cos sin I I I I q d 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 aF ?圖1221 0 ??????? 時的電樞反應(yīng)F a dF a qI dI q? ??900 ?? ??根據(jù) 角判斷同步電機的運行方式 ?當(dāng) π /2Ψ π /2時， Fa滯后 Ff 電機向電網(wǎng)輸出有功功率 發(fā)電機 當(dāng) π /2Ψ 3π /2時， Fa超前 Ff 電機從電網(wǎng)吸收有功功率 電動機 當(dāng) Ψ =π /2時， Fa滯后 Ff 180176。 有功為零，向電網(wǎng)輸出感性無功 補償機 當(dāng) Ψ = π /2時， Fa與 Ff同相位 有功為零，向電網(wǎng)輸出容性無功 直軸 交軸 A相相軸 Fa Ff1 E0 I Ψ Fa Fa Fa I I I ?小結(jié) Ψ=0～ π/2 發(fā)電機 / 過勵 Ψ=π/2 ～ π 電動機 / 過勵 Ψ=π/2～ 0 發(fā)電機 / 欠勵 Ψ=π ～ π/2 電動機 /欠 勵 Ff1超前 Fa時，為發(fā)電機運行狀態(tài) Ff1滯后 Fa時，為電動機運行狀態(tài) Fad Fad與 Ff1同方向時，助磁，為欠勵狀態(tài) Fad與 Ff1反方向時，去磁，為過勵狀態(tài) N Sdq 軸n時軸IE 0F a? a圖12 2 2 ?? 0、9 0、 90 時的電樞反應(yīng)對轉(zhuǎn)子電流的作用dE 0q 軸時軸? a F a IN nSdINnF a ? a時軸q 軸E 0S?電樞反應(yīng)是傳遞能量的關(guān)鍵 空載時 定子繞組開路 → I=0（ Fa=0） → 無電樞反應(yīng) → 不傳遞能量 負載時 I≠0(Fa ≠ 0)→ 存在電樞反應(yīng) → 有能量傳遞 (隨負載變化 ) 結(jié)論 ?電樞反應(yīng)是能量傳遞的關(guān)鍵 ?提高原動機輸入可以提高發(fā)電機輸出功率，并保持 n1不變 T1↑→P↑、 Q↓ ?提高轉(zhuǎn)子 If可以提高發(fā)電機無功功率輸出，并保持端電壓不變 If ↑→P不變 、 Q ↑ 課時小結(jié) 1. 電樞反應(yīng) 的概念？兩磁場？三個角？四個軸？ (重點 ) 2. 任意角度電樞反應(yīng)的分析（畫負載時空矢量圖）？ (重點 ) 3. 根據(jù) ψ判別同步電機的運行方式 ？ (重點 ) 4. 電樞反應(yīng)是能量傳送的關(guān)鍵？ 167。 隱極同步發(fā)電機的分析方法 一、不計磁路磁飽和時 ?電路方程和等效電路 負載情況下： 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 ?與異步機的 Xm相比較，數(shù)值上 Xa小于 Xm（同步機氣隙較大） ?Xa與 Xm（異步機）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)電機的相量圖 過勵隱極同步發(fā)電機相量圖 步驟： ?以 U為參考，畫 I ?畫 E ?畫 E0=EEa ?標注各角度 ?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。此時，應(yīng)先求出作用在主磁路上的合成磁動勢 F，然后利用電機的磁化曲線 (空載曲線 ) 求出負載時的氣隙磁通 及相應(yīng)的氣隙電動勢 Φ?E?fFFaaFk?? ?E167。 凸極同步發(fā)電機的分析方法 一、雙反應(yīng)理論 考慮到凸極電機 氣隙不均勻 性，把電樞反應(yīng)分成直軸和交軸電樞反應(yīng)分別來處理的方法，就稱為 雙反應(yīng)理論 。 ?s inaad FF ?? ??c o saaq FF ?? ?? ? ? ? cos sin I I I I q d ?注意： Fad和 Faq都是正弦波，但由于氣隙不均勻，所以其對應(yīng)的磁密波不是正弦波 Fad正弦波 Bad尖頂波、 Bad1正弦波 Faq正弦波 Baq馬鞍波、 Baq1正弦波 二、電路方程和等效電路 fIfF0?? 0?E?EadE?ad??adFaF?Iaq??aqE?aqF??E?????? XIjarI??物理過程： aR?I?U?X?定子側(cè)電路方程 ?等效電路 aqdaqaddadXIjEXIjE....????三、直、交軸電樞反應(yīng)電抗和同步電抗 dwad IkPNmF12??dwdaddad IkPmNkkkFkB10012 ??????????? ????? lB ada 12?ddwawad IPklkkm f Nf NkE )4( 2 1201 ?????
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1