同步發(fā)電機(jī)的并列運(yùn)行(編輯修改稿)
2025-06-09 00:28 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 Electrical machinery principle 思考題 Electrical machinery principle 上一節(jié) 思考題答案 Electrical machinery principle 第二節(jié) 并列運(yùn)行時(shí)有功功率的調(diào)節(jié) 一、電磁功率和功角特性 輸入 功率P1 機(jī)械損耗pΩ 附加損耗pΔ 鐵芯損耗pFe 電磁功率PM 定子銅損pcu 輸出功率P2 勵(lì)磁損耗pCuf 同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸上輸入的機(jī)械功率，通過電磁感應(yīng)作用轉(zhuǎn)換為電功率輸送給負(fù)載。發(fā)電機(jī)能量傳遞過程，如圖所示 : Electrical machinery principle 01C u fFeΔΩ1MpP)ppp(pPP???????(1)電磁功率 PM: 0M1 pPP ??C u fFeΔΩ0 ppppp ????式中 :p0為空載損耗。 01 MMM ??功率和轉(zhuǎn)矩間的關(guān)系 P=MΩ ,其中 Ω =2π n/60為轉(zhuǎn)子機(jī)械角速度。 從原動(dòng)機(jī)輸入的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩 發(fā)電機(jī)負(fù)載時(shí)制動(dòng)性質(zhì)的電磁轉(zhuǎn)矩 發(fā)電機(jī)的空載制動(dòng)轉(zhuǎn)矩 Electrical machinery principle (2)輸出功率 P2: CuM2 pPP ?? 由于在大型同步發(fā)電機(jī)中，定子銅耗是極小的一部分，為了分析簡單，常常忽略，因此： ??? m U I c o sPP 2M從凸極同步發(fā)電機(jī)的相量圖可看出 : ??? ??δm U I s in ψ U I sδm U I c os ψ U I cδ)m uI c os (ψm U I c osP M??????又從凸極同步發(fā)電機(jī)的相量圖可看出 : ?? c o sII q?? s inII dElectrical machinery principle 凸極同步發(fā)電機(jī)的相量圖 s in δm U Ic o sδm U IP dqM ??再從凸極同步發(fā)電機(jī)的相量圖可看出 : qq xs inUI ??d0d xc o sUEI ???最后：可得 電磁功率 PM為 39。39。39。2002s in)11(2s ins inc o sc o ss inMMdqddqMPPXXUmXUEmXUEmUXUmUP??????????????基本電磁功率 附加電磁功率 是由于直軸、交軸磁阻不同引起的，它與勵(lì)磁無關(guān)，故也稱 磁阻功率 ，必產(chǎn)生一個(gè)相對(duì)應(yīng)的附加電磁轉(zhuǎn)矩。 Electrical machinery principle 并聯(lián)于無窮大電網(wǎng)的同步發(fā)電機(jī)，當(dāng)電網(wǎng)電壓和頻率一定、參數(shù)（ ）為常數(shù)、空載電動(dòng)勢 不變（即 不變）時(shí)， 稱為同步發(fā)電機(jī)的 功角特性 。 tqd 、X、XX 0E fIf ( δ)PM ? 對(duì)于隱極同步發(fā)電機(jī)，由于 xd=xq=xt，所以只有基本電磁功率，即 ?s in0tM XUEmP ? (1)對(duì)于隱極 (汽輪 )同步發(fā)電機(jī)的功角特性曲線如圖所示。 成正比。inδ與功角δ的正弦函數(shù)s1 ) 電磁功率P M機(jī)運(yùn)行。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)為電動(dòng)為負(fù)值,P,1803 ) 當(dāng)δ M0?電磁功率達(dá)到極限值。時(shí)902 ) 功角δ 0 ，?Electrical machinery principle (2)對(duì)于凸極 (水輪 )同步發(fā)電機(jī)的功角特性曲線 水輪發(fā)電機(jī)的功角特性分兩部分 : 基本電磁功率???? s inX UEmPd0mδ PM 1800 0 900 mP?附加電磁功率?????? 2s in)X1X1(2UmPdq2mmP?PMmax δM 結(jié)論 :在 δ90 0時(shí)就達(dá)到功率極限值。 附加電磁功率的特點(diǎn) : 時(shí)附加電磁功率最大。45( 1 ) δ 0?無關(guān)。E( 2 ) 附加電磁功率與 0產(chǎn)生的。X由于X( 2 ) 附加電磁功率是 qd ?注 :通常，附加損耗只占電磁功率的百分之幾。 Electrical machinery principle (3)兩種同步發(fā)電機(jī)功角特性的區(qū)別 0P1 8 0δ3)PP90δ2)s in δP1)M0M m a xM0M?????:隱極0)40P180δ3)PP90δ2)s inP)1MM0M m a xM0M?????附加不成正比與:凸極P?(4)功角 δ 的雙重物理意義，如圖所示 一是空載電動(dòng)勢 E0和端電壓 U兩個(gè)時(shí)間相量之間的夾角， 如圖所示 ； δ 二是主極勵(lì)磁磁動(dòng)勢 Ff(Φ 0)軸線和合成等效磁動(dòng)勢 FR(Φ R)軸線兩個(gè)空間相量之間的夾角 (電角度 )， 如圖所示 。 δ Electrical machinery principle 之間的空間夾角。F定子合成磁極與F極之間的夾角即為轉(zhuǎn)子磁Φ由Φ因此,定子合成磁極) 所產(chǎn)生個(gè)等效合成磁極( 簡稱并假定它是由定子的一合成,Φ和Φ、Φ由Φ產(chǎn)生的,Φ是U假定發(fā)電機(jī)的端電壓是一個(gè)虛擬磁通,ΦRfR0σa0RRR?????????轉(zhuǎn)矩）。作用力（制動(dòng)磁極給轉(zhuǎn)子磁極一個(gè)反轉(zhuǎn)，定子合成動(dòng)定子合成磁極同步旋，轉(zhuǎn)子磁極拖一個(gè)δ角。穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)合成磁極軸線轉(zhuǎn)子磁極軸線超前定子),0(δU超前E在發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí),00??? 故 :夾角 δ 的存在使得轉(zhuǎn)子磁極和定子合成等效磁極間的通過氣隙的磁力線被扭曲了，產(chǎn)生了磁拉力。在勵(lì)磁電流不變時(shí)，功角 δ 愈大，則磁拉力也愈大，相應(yīng)的電磁功率和電磁轉(zhuǎn)矩也愈大。 Electrical machinery principle 二、有功功率的調(diào)節(jié) (以隱極發(fā)電機(jī)為例說明 ) 這樣，同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子因有原動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩克服定子合成磁極的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩而作功 ,實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換 ,即將原動(dòng)機(jī)輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔茌敵觥? 可見， 功角 δ 是研究同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的一個(gè)重要參數(shù)，它不僅決定了發(fā)電機(jī)輸出有功功率的大小，而且還反映發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的相對(duì)空間位置，通過它把同步電機(jī)的電磁關(guān)系和機(jī)械運(yùn)動(dòng)緊密聯(lián)系起來。 發(fā)電機(jī)空載運(yùn)行時(shí)，原動(dòng)機(jī)輸入的功率只用來平衡各種損耗，此時(shí) δ =00， E0=U。定、轉(zhuǎn)子磁極軸線重合，它們之間只有徑向力而無切向力，所以，PM=0在功角特性上的 0點(diǎn) (原點(diǎn)上 )工作，如圖所示。 δMP0Electrical
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