[信息與通信]同步電機(jī)精講-資料下載頁(yè)
2025-01-19 09:45本頁(yè)面
【正文】 VA B CA? B? C?123待投入的發(fā)電機(jī) f ?直接接法的接線圖和相量圖(a) 接線圖 (b) 相量 圖123ωω?(a)、 頻率不等：三組燈同時(shí)忽亮忽暗，燈光閃爍；(b)、 電壓大小或相位不等：長(zhǎng)亮不閃；(c)、 相序不同且 頻率不等時(shí)：三組燈輪流亮暗，燈光旋轉(zhuǎn)。在三組燈同時(shí)熄滅，且 A?與 A之間的電壓表指示為零時(shí)的瞬間，合閘投入并聯(lián)。直接接法電網(wǎng) ?QSNAnVVVA B CA? B? C?123待投入的發(fā)電機(jī) f ?交叉接法的接線圖和相量圖(a) 接線圖 (b) 相量 圖123ωω?(a)、 頻率不等：三組燈輪流亮暗，燈光旋轉(zhuǎn)； f ?＞ f，燈光按逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)； f ?＜ f，燈光按順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。(b)、 電壓大小或相位不等：長(zhǎng)亮不閃；(c)、 相序不同且 頻率不等時(shí)：三組燈同時(shí)忽亮忽暗，燈光閃爍。在燈 1熄滅，燈 2和燈 3亮度相同，且 A?與 A之間的電壓表指示為零時(shí)的瞬間，合閘投入并聯(lián)。交叉接法交叉接法燈光旋轉(zhuǎn)的分析123最亮半亮半亮 123半亮最亮半亮 123半亮半亮最亮(假設(shè) f ?＞ f )ω?－ ωω?－ ωω?－ ω(a) (b)(c)(2)、自整步法首先校驗(yàn)發(fā)電機(jī)相序，然后將勵(lì)磁繞組經(jīng)限流電阻短路，用原動(dòng)機(jī)將發(fā)電機(jī)拖動(dòng)到接近同步轉(zhuǎn)速時(shí)，將發(fā)電機(jī)投入電網(wǎng)，再立即加上直流勵(lì)磁，利用定、轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)間形成的電磁轉(zhuǎn)矩的 “自整步作用 ”，迅速將發(fā)電機(jī)牽入同步。SNnSNn自整步法的接線示意圖~ ~ns ns S0N0勵(lì)磁電源二、功角特性同步發(fā)電機(jī)接在電網(wǎng)上穩(wěn)態(tài)對(duì)稱運(yùn)行時(shí)，在恒定勵(lì)磁和恒定電網(wǎng)電壓下（即 E0 = 常值， U = 常值）， 發(fā)電機(jī)發(fā)出的電磁功率 Pe與功率角 δ之間的關(guān)系曲線 Pe= f (δ)， 稱為同步發(fā)電機(jī)的功角特性。不計(jì)電樞電阻時(shí)的相量圖Pe1PePe20176。 45176。 90176。Peδ180176。180176。發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)同步電機(jī)功角特性功率角的雙重物理意義激磁電動(dòng)勢(shì) 由主磁場(chǎng) 感應(yīng)產(chǎn)生，電樞端電壓 由電樞合成磁場(chǎng) 感應(yīng)產(chǎn)生，因此功率角 δ既是激磁電動(dòng)勢(shì) 和電樞端電壓 的時(shí)間相位差，也是主磁場(chǎng) 與電樞合成磁場(chǎng) 的空間相位差。δN0 S0主極nsS N表征電樞合成磁場(chǎng)的等效磁極ns(a) 時(shí) 空矢量圖 (b) 功率角的近似空間表達(dá)電樞合成磁場(chǎng)由主磁場(chǎng)、電樞反應(yīng)磁場(chǎng)和電樞漏磁場(chǎng)合成令激磁電動(dòng)勢(shì) 與氣隙電動(dòng)勢(shì) 的夾角為 δi， 因?yàn)橹鞔艌?chǎng) 和氣隙合成磁場(chǎng) 分別超前 和 90 176。，因此 δi 也是主磁場(chǎng)與氣隙合成磁場(chǎng)的空間相位差，它反映了負(fù)載后氣隙磁場(chǎng)的位移，所以將 δi 稱為位移角。當(dāng)同步發(fā)電機(jī)被原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組通入直流勵(lì)磁電流時(shí)，轉(zhuǎn)子將產(chǎn)生主極磁動(dòng)勢(shì)及相應(yīng)的主極磁場(chǎng)（包括在氣隙中以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的主磁場(chǎng)和主極漏磁場(chǎng)）。當(dāng)定子（電樞）繞組中流過(guò)對(duì)稱三相電流時(shí)，定子將產(chǎn)生電樞磁動(dòng)勢(shì)及相應(yīng)的電樞磁場(chǎng)（包括在氣隙中以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的電樞反應(yīng)磁場(chǎng)和電樞漏磁場(chǎng)）。主磁場(chǎng)和電樞反應(yīng)磁場(chǎng)共同合成為氣隙合成磁場(chǎng)。氣隙合成磁場(chǎng)分別與主極漏磁場(chǎng)和電樞漏磁場(chǎng)合成為轉(zhuǎn)子合成磁場(chǎng)（包括主磁場(chǎng)、電樞反應(yīng)磁場(chǎng)和主極漏磁場(chǎng)）和電樞合成磁場(chǎng)（包括主磁場(chǎng)、電樞反應(yīng)磁場(chǎng)和電樞漏磁場(chǎng)）。氣隙合成磁場(chǎng)在轉(zhuǎn)子內(nèi)部深處沿著主極軸線然后逐漸扭斜，在進(jìn)入定子時(shí)其軸線已偏到氣隙合成磁場(chǎng)軸線處。 δi 角反映了氣隙合成磁場(chǎng)扭斜的程度，它越大，則磁場(chǎng)所產(chǎn)生的切向力及電磁轉(zhuǎn)矩和電磁功率也越大。因?yàn)榧ご烹妱?dòng)勢(shì) 與端電壓 的夾角 δ≈δi ， 因此把 δ 稱為電機(jī)的功率角。三、有功功率調(diào)節(jié)和靜態(tài)穩(wěn)定有功功率調(diào)節(jié)（設(shè)保持 If =常值）分析前提： 設(shè)發(fā)電機(jī)為隱極機(jī)，不計(jì)磁路飽和，忽略電樞電阻，電網(wǎng)為 “無(wú)窮大電網(wǎng) ”（即 U =常值， f =常值 ）。nsnsn功率角 δ= 0時(shí)的相量圖 功率角為 δ時(shí)的相量圖調(diào)節(jié)原動(dòng)機(jī)輸入功率就可以調(diào)節(jié)同步發(fā)電機(jī)輸出的有功功率靜態(tài)穩(wěn)定與電網(wǎng)并聯(lián)、在某一工作點(diǎn)運(yùn)行的同步發(fā)電機(jī)，當(dāng)外界（電網(wǎng)或原動(dòng)機(jī)）發(fā)生微小的擾動(dòng)，在擾動(dòng)消失后，發(fā)電機(jī)能否回復(fù)到原先的狀態(tài)下穩(wěn)定運(yùn)行，此問(wèn)題稱為同步發(fā)電機(jī)的靜態(tài)穩(wěn)定問(wèn)題。如能回復(fù)，則是靜態(tài)穩(wěn)定的，反之，則不是靜態(tài)穩(wěn)定的。Pe0176。 90176。 δ180176。PePe+ΔPeδAδΔAA? BB?δBδΔΔPeA點(diǎn)是靜態(tài)穩(wěn)定點(diǎn)B點(diǎn)不是靜態(tài)穩(wěn)定點(diǎn)四、無(wú)功功率調(diào)節(jié)無(wú)功功率功角特性（以隱極同步發(fā)電機(jī)為例）不計(jì)電樞電阻時(shí)的相量圖0176。 90176。 δ180176。δAδΔPeQδA?If =常值時(shí)，增加原動(dòng)機(jī)輸入功率， δA→ δA? ， 功率角增大， P2增加，而 Q減少。因此 If =常值時(shí)調(diào)節(jié)有功功率， 會(huì)影響無(wú)功功率大小；反之 If =常值時(shí)調(diào)節(jié)無(wú)功功率，也會(huì)影響有功功率大小。隱極同步電機(jī)有功、無(wú)功功角特性無(wú)功功率調(diào)節(jié)（設(shè)保持 P2 =常值）分析前提： 設(shè)發(fā)電機(jī)為隱極機(jī)，不計(jì)磁路飽和，忽略電樞電阻，電網(wǎng)為 “無(wú)窮大電網(wǎng) ”（即 U =常值， f =常值 ）。A BCDcos? =1時(shí)的勵(lì)磁電流 If 稱為 正常勵(lì)磁電流 。If 時(shí) 正常勵(lì)磁狀態(tài) ： 只輸出有功功率；I?f ＞ If ， 過(guò)勵(lì)狀態(tài) ： 輸出有功功率和感性無(wú)功功率；I?f ＜ If ， 欠勵(lì)狀態(tài) ： 輸出有功功率和容性無(wú)功功率?？梢?jiàn)， 調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流就可以調(diào)節(jié)同步發(fā)電機(jī)的無(wú)功功率 。三種狀態(tài)相比，欠勵(lì)狀態(tài)下功率角 δ較大，同步電機(jī)穩(wěn)定性差， δ＞ 90176。時(shí)為不穩(wěn)定區(qū)，欠勵(lì)區(qū)域靠近不穩(wěn)定區(qū)，因此同步電機(jī)一般不宜在欠勵(lì)狀態(tài)下運(yùn)
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