【文章內(nèi)容簡介】 ； 5） 根據(jù) 上 式 ， 在電壓相量 上加上 及 ， 最后求得 。 由圖中，可以求得 ψ角及 E0的計算式 0s i na r c t a nc o sqaU I XU I R??????0E?U?,a q qI R jI X dd XIj ?dI? qI?0 d d q q aE U j I X j I X I R? ? ? ? 角的確定 0?0?EQE?qI?)( qdd XXIj ??qXIj?aRI?dI??I? 0?Uq qjI X?d djI X?0s i na r c t a nc o sqaU I XU I R??????凸極同步發(fā)電機(jī)的等效電路圖 sR?I?UqX三、直軸和交軸同步電抗的意義 由于電抗與繞組匝數(shù)的平方和所經(jīng)磁路的磁導(dǎo)成正比，所以 如 圖 102所示。對于凸極電機(jī)，由于直軸下的氣隙較交軸下小， ，所以XadXaq，因此在凸極同步電機(jī)中， XdXq。 對于隱極電機(jī)，由于氣隙是均勻的，故Xd≈X q≈X s ad? aq?例題 返回 思考： 判斷下列變化對凸極同步發(fā)電機(jī)的直軸同步電抗有什么影響： （ 1）電樞繞組匝數(shù)增加； （ 2）磁路飽和度增加； （ 3）氣隙變大； （ 4）勵磁繞組匝數(shù)增加。 例題 四、電樞繞組的漏抗 ?當(dāng)電樞繞組中通過電流時，電流所產(chǎn)生的大部分磁通經(jīng)過氣隙閉合，這部分磁通稱為電樞繞組的主磁通（見圖 33），主磁通交變在電樞繞組中感應(yīng)的電勢稱為電樞反應(yīng)電勢。還有一小部分不經(jīng)過氣隙，只與自己或鄰近的導(dǎo)體交鏈，這部分磁通稱為漏磁通，漏磁通交變在電樞繞組中感應(yīng)的電勢稱為漏電勢。漏電勢與電樞電流的比值稱為漏抗。漏抗與那些因素有關(guān) ? ? 漏磁通主要分為槽漏磁通和端部漏磁通。 ? 漏磁通的影響：趨膚效應(yīng)；附加銅耗和附加鐵耗；電壓降低。 同步發(fā)電機(jī)的功率方程和轉(zhuǎn)矩方程 ?一、功率方程和電磁功率 ?功率方程 若轉(zhuǎn)子勵磁損耗由另外的直流電源供給 ， 則發(fā)電機(jī)軸上輸入的機(jī)械功率 Pl扣除機(jī)械損耗 和定子鐵耗 后 ， 余下的功率將通過旋轉(zhuǎn)磁場和電磁感應(yīng)的作用 ，轉(zhuǎn)換成定子的電功率 ， 所以轉(zhuǎn)換功率就是電磁功率 Pe， 即 (614) ?pFep 再從電磁功率 Pe中減去電樞銅耗 可得電樞端點(diǎn)輸出的電功率 P2；即 (615) CuapP Pe等物理量的表達(dá)式。 機(jī)械損耗和鐵耗可以看成是不變損耗，電樞銅耗是可變損耗。這些損耗最后都轉(zhuǎn)化為熱能，使電機(jī)溫度升高。 【 補(bǔ) 】 通過改善散熱條件，可以使同步發(fā)電機(jī)的額定功率得到適當(dāng)提高。 電磁功率 從式 (6— 15)可知，電磁功率 Pe為 由 圖 105可見 故同步電機(jī)的電磁功率亦可寫成 上式的第一部分與感應(yīng)電機(jī)的電磁功率表達(dá)式相同，第二部分則是同步電機(jī)常用的。對于隱極同步電機(jī)，由于 EQ＝E0，故有 二、轉(zhuǎn)矩方程 把功率方程 (6— 14)除以同步角速度，可得轉(zhuǎn)矩方程 式中， T1為原動機(jī)的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩 ,Te為電磁轉(zhuǎn)矩 ,T0為空載轉(zhuǎn)矩，分別為： (6— 18) 返回 例 62 同步電機(jī)參數(shù)的測定 一、用空載特性和短路特性確定直軸同步電抗 空載特性可以用空載試驗(yàn)測出 。 試驗(yàn)時 ， 電樞開路 (空載 )， 用原動機(jī)把被試同步電機(jī)拖動到同步轉(zhuǎn)速 ， 改變勵磁電流 If， 并記取相應(yīng)的電樞端電壓 U0 (空載時即等于 E0， 直到 U0≈ ， 可得空載特性曲線 。 短路特性可由三相穩(wěn)態(tài)短路試驗(yàn)測得 ， 試驗(yàn)線路 如圖 624a所示 。 將被試同步電機(jī)的電樞端點(diǎn)三相短路 ， 用原動機(jī)拖動被試電機(jī)到同步轉(zhuǎn)速 ， 調(diào)節(jié)勵磁電流 If使電樞電流 I從零起一直增加到 ， 便可得到短路特性曲線 ， 如圖6— 24b所示 。 短路時， ，故 ， ，而 所以 因?yàn)槎搪吩囼?yàn)時磁路為不飽和，所以這里的E0(每相值 )應(yīng)從氣隙線上查出，如 圖 6— 25所示，求出的 Xd值為不飽和值。畫短路時的相量圖。 00 90?? 0?qI? dII ?? ? (6— 19) (6— 20) 【 補(bǔ) 】 是否可以通過空載和短路試驗(yàn)測定同步電機(jī)的交軸同步電抗？ Xd的飽和值與主磁路的飽和情況有關(guān) 。 主磁路的飽和程度取決于實(shí)際運(yùn)行時作用在主磁路上的合成磁動勢 ， 因而取決于相應(yīng)的氣隙電動勢；如果不計漏阻抗壓降 ， 則可近似認(rèn)為取決于電樞的端電壓 ，所以通常用對應(yīng)于額定電壓時的 Xd值作為其飽和值 。為此 ， 從空載曲線上查出對應(yīng)于額定端電壓 UN時的勵磁電流 If0， 再從短路特性上查出與該勵磁電流相應(yīng)的短路電流 ， 如 圖 6— 26所示 ， 這樣即可求出 Xd(飽和 ) 例 63 二、用轉(zhuǎn)差法測定同步電機(jī)的直軸同步電抗和交軸同步電抗 把同步電機(jī)的勵磁繞組開路，用原動機(jī)把電機(jī)拖動到接近同步轉(zhuǎn)速，在電樞繞組上施加 2%5%的額定電壓，測電樞電壓和電樞電流的最大值和最小值。 Xd=Umax/Imin Xq=Umin/Imax 如何測電樞電壓和電樞電流的最大值和最小值？ 同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性 一、同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性 同步發(fā)電機(jī)的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行特性包括 外特性、調(diào)整特性和效率特性。 外特性 —— 外特性表示發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速為同步轉(zhuǎn)速，且勵磁電流和負(fù)載功率因數(shù)不變時，發(fā)電機(jī)的端電壓與電樞電流之間的關(guān)系：即 n＝ nS， If=常值，cosφ= 常值時， U=f(I)。 圖 113 表示帶有不同功率因數(shù)的負(fù)載時，同步發(fā)電機(jī)的外特性。 從同步發(fā)電機(jī)的外特性曲線可以看出： （ 1）當(dāng)負(fù)載為感性負(fù)載時，外特性是下降的曲線； （ 2）當(dāng)負(fù)載為純電阻負(fù)載時，外特性也是下降的曲線； （ 3）當(dāng)負(fù)載為容性負(fù)載時，外特性可能是上升的曲線。 以純電阻負(fù)載為例，畫圖說明。再從電樞反應(yīng)的角度談。電壓調(diào)整率。 從同步發(fā)電機(jī)的調(diào)整特性曲線可以看出：調(diào)整特性曲線的變化趨勢與外特性恰好 相反。 效率特性：開口向下的曲線，有極大值點(diǎn)。 200MW汽輪發(fā)電機(jī) (n=150r/min) (n=3000r/min) 鐵耗 (包括空載雜散鐵耗） % % 電樞基本銅耗 % % 勵磁損耗 % % 機(jī)械損耗 % % 短路雜散損耗 % % 總損耗 100% 100% 額定效率 % % 本節(jié)第 2部分內(nèi)容：用電動勢 磁動勢圖求取額定勵磁電流和電壓調(diào)整率，與前面 的補(bǔ)充題相似。 調(diào)整特性 —— 調(diào)整特性表示發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速為同步轉(zhuǎn)速 、 端電壓為額定電壓 、 負(fù)載的功率因數(shù)不變時 ， 勵磁電流與電樞電流之間的關(guān)系；即 n＝ nS， U =UNΦ ， cosφ= 常值時 ， If=f(I)。 圖 6— 31表示帶有不同功率因數(shù)的負(fù)載時 ， 同步發(fā)電機(jī)的調(diào)整特性 效率特性 —— 效率特性是指轉(zhuǎn)速為同步轉(zhuǎn)速 、端電壓為額定電壓 、 功率因數(shù)為額定功率因數(shù)時 ，發(fā)電機(jī)的效率與輸出功率的關(guān)系；即 n＝ nS， U =UNΦ ，cosφ= cosφ N時 ， η=f(P 2)。 返回 為減少負(fù)載變動的影響 ,提高供電可靠性和質(zhì)量 ,電網(wǎng)中多臺發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行 . 一 、投入并聯(lián)的條件和方法 . 條件 : (1)同步發(fā)電機(jī)的相序與電 網(wǎng)的相序一致 。 (2)同步發(fā)電機(jī)的頻率與電 網(wǎng)的相同 。 (3)同步發(fā)電機(jī)空載電壓的 大小 ,相位與電網(wǎng)的相同 . 這三個條件其實(shí)是要求要 并網(wǎng)的發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)上其 它正在運(yùn)行的發(fā)電機(jī)嚴(yán)格 保持同步 . 這三個條件中 ,第一個條件必須滿足 ,第二個和第三個允許稍有出入 . 方法 : (1)準(zhǔn)確整步法 定義 :使三個條件全部滿足后再并網(wǎng)的方法 ,稱為準(zhǔn)確整步法 . 如何判斷三個條件全部滿足 ?采用同步指示器 ,最簡便的一種判斷方法稱為燈光法 . 燈光法包括直接接法 (燈光熄滅法 )和交叉接法 (燈光旋轉(zhuǎn)法 ). 直接接法 (燈光熄滅法 ): 如圖 ,指示燈的接法和并網(wǎng)開關(guān)的接法一致 . 若相序一致 ,其它不一致 ,則三盞燈同時變化亮度 。 若相序一致 ,頻率也一致 ,但發(fā)電機(jī)的電壓的大小或相位與電網(wǎng)的不同 ,則三盞燈的亮 度保持不變 . 若三個條件全部滿足 ,則三盞燈全部熄滅 . 趁三盞燈全部熄滅時合閘 . 直接接法的同步指示器 交叉接法 (燈光旋轉(zhuǎn)法 ): 指示燈的接法和并網(wǎng)開關(guān)的接法不一致 ,如圖 . 若相序一致 ,其它條件不滿足 ,則三盞燈的亮度出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象 。 若相序一致 ,頻率也一致 ,但發(fā)電機(jī)空載電壓的大小或相位與電網(wǎng)的不同 ,則三盞燈保 持各自的亮度不變 。 若三個條件全部滿足 ,則一盞燈熄滅 ,其余兩盞燈一樣亮 . 趁一盞燈滅 ,其余兩盞燈一樣亮?xí)r合閘 . 【 補(bǔ) 】 在做同步發(fā)電機(jī)并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)時發(fā)現(xiàn)，把一臺 4極的同步發(fā)電機(jī)拖動 到 1500r/min并網(wǎng)，并網(wǎng)后電機(jī)轉(zhuǎn)速變?yōu)?1497r/min，這是為 什么 ?