同步電機(jī)的穩(wěn)態(tài)分析-wenkub.com
2025-04-26 12:26 本頁面
【正文】 三種狀態(tài)相比，欠勵狀態(tài)下功率角 δ較大，同步電機(jī)穩(wěn)定性差， δ＞ 90176。 隱極同步電機(jī)有功、無功功角特性 無功功率調(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)，不計磁路飽和，忽略電樞電阻，電網(wǎng)為 “ 無窮大電網(wǎng) ” （即 U =常值， f =常值 ）。 90176。 δ 180176。 U?0E?uB?0B?U?0E???uB?0B?I??sXIj?ns ns n 功率角 δ= 0時的相量圖 功率角為 δ時的相量圖 0s in02 ??? ?de XUEmPP ?s in02de XUEmPP ??de XUEmPP 0m a xm a x2 ??調(diào)節(jié)原動機(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)、在某一工作點運(yùn)行的同步發(fā)電機(jī)，當(dāng)外界（電網(wǎng)或原動機(jī)）發(fā)生微小的擾動，在擾動消失后，發(fā)電機(jī)能否回復(fù)到原先的狀態(tài)下穩(wěn)定運(yùn)行，此問題稱為同步發(fā)電機(jī)的靜態(tài)穩(wěn)定問題。 Pe δ 180176。 S N n S N n 自整步法的接線示意圖 ~ ~ ns ns S0 N0 勵磁電源 二、功角特性 同步發(fā)電機(jī)接在電網(wǎng)上穩(wěn)態(tài)對稱運(yùn)行時，在恒定勵磁和恒定電網(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。 直接接法 電網(wǎng) ? Q S N A n V V V A B C A? B? C? 1 2 3 待投入的發(fā)電機(jī) f ? AU?BU?CU?A?U?B?U?C?U?交叉接法的接線圖和相量圖 (a) 接線圖 (b) 相量 圖 1 2 3 ω ω? (a)、 頻率不等：三組燈輪流亮暗，燈光旋轉(zhuǎn)； f ?＞ f，燈光按逆時針方向旋轉(zhuǎn)； f ?＜ f，燈光按順時針方向旋轉(zhuǎn)。 判斷是否滿足并聯(lián)條件常采用 同步指示器 （ 包括同步指示燈、電壓表、頻率表、整步表等 ），最簡單的同步指示器由三組同步指示燈組成。 將發(fā)電機(jī)投入電網(wǎng)，稱為并網(wǎng)、并列、或并車。 投入 并聯(lián)的條件 (1)、發(fā)電機(jī)相序應(yīng)與電網(wǎng)一致； (2)、發(fā)電機(jī)頻率應(yīng)與電網(wǎng)相同； (3)、 發(fā)電機(jī)激磁電動勢 應(yīng)與電網(wǎng)電壓 大小相等、相位相同，即 。 ?? pppppp cu fcu aFe ??????同軸勵磁機(jī)：勵磁損耗 pcuf由 P1供給； 單獨(dú)拖動的電動機(jī) — 勵磁機(jī)組：勵磁損耗 pcuf由勵磁機(jī)組供給，而與 P1無關(guān)。（ 均為 cos? = 時的數(shù)值） 二、 調(diào)整特性 在同步轉(zhuǎn)速下，保持端電壓為額定電壓，功率因數(shù)為常值時，勵磁電流 If 與電樞電流 I 的關(guān)系曲線 If = f ( I ) ，稱為同步發(fā)電機(jī)的調(diào)整特性。 （即 n = ns， If =常值， =常值時 ， U = f( I )曲線） ?cosNU不同功率因數(shù)時同步發(fā)電機(jī)的外特性 電樞反應(yīng)增磁作用和容性電流的漏抗電壓引起端電壓 U↑ 曲線 1： ，曲線下降，原因： )( o s 滯后??曲線 2： ，曲線下降，原因： 1cos ??曲線 3： ，曲線上升，原因： )( o s 超前??U?0??aRI??XIj?0E?E?I?容性負(fù)載時相量圖 ?aXIj?a????（ 1） I↑→電樞反應(yīng)去磁作用 ↑→U↓ （ 2） I↑→漏阻抗壓降 ↑→U↓ ? ＝ 0， ψ0≠0， 原因同上。0 線性磁化曲線 直軸同步電抗的確定 0 E0, I If 空載特性 If0 氣隙線 Ifk I39。 （即 n = ns， U = 0時 ， I = f (If )曲線） If Ifk 0 I IN 短路特性 短路時，端電壓 U＝ 0，短路電流僅受電機(jī)本身阻抗的限制，一般電樞電阻遠(yuǎn)小于同步電抗，因此短路電流可認(rèn)為是純感性的，即ψ0≈90176。 —— 稱為雙反應(yīng)理論 二、凸極同步發(fā)電機(jī)的電壓方程和相量圖 fI 0E?0??I? adE?aq??aF?fF?(1)、電壓方程 E????不考慮飽和（磁路線性，可應(yīng)用疊加原理） adF?aqF?ad??aqE?URIEEEE ?????? ????? aaqad0 ?)( ??? XIjEE ??? ??σaqqqσadddqqddaaqqaddaaqqadda0 )()( XXXXXXXXXIjXIjRIUXXIjXXIjRIUjXXIjXIjRIUE???????????????????交軸同步電抗—直軸同步電抗—????????????????qaqaqaqaqqaqIEXXXIjE??? 交軸電樞反應(yīng)電抗—同理 ??同相與同相與不計定子鐵耗， dadadad IFB ???? ??adad ??E)s in( 0dad ?IIIF d ??不計飽和 ?dadad IEXX ? ad 直軸電樞反應(yīng)電抗—addad XIjE ?? ?? (2)、相量圖 U?0??aRI?qXIj?00 EUU ?? ，求激磁電動勢設(shè) ???0E? dd XIj?I?相量圖 ?qqXIj?dI?qI?QE?0?? 0?aqIRUIXUtg??? ????c o ssi n10)(0 qddQ XXIjEE ??? ?????? ?? 0)(0 qddQ XXIEE ???22 )c os()s i n( aqQ IRUIXUE ???? ???????? QqaQ EXIjRIUE ??????? ??0 c o s , si n 0q0d ?? IIII ??qdXIj? c o s , si n 0q0d ?? IIII ??)(0 qddQ XXIEE ?????? 00 EE???? 00 EE?①、 相量法 ②、 有效值 法 c o s si n 0q0d ?? IIII ??ψ0 角是 與 的夾角，畫相量圖須先確定 ψ0 角。 E Ff E0 F?fF?F??1fF?aF??第四節(jié) 凸極同步發(fā)電機(jī)的 電壓方程和相量圖 一、雙反應(yīng)理論 凸極同步電機(jī)的氣隙是不均勻的，極弧下氣隙較小，極間氣隙較大，即氣隙磁導(dǎo)是變化的，同樣大小的電樞磁動勢作用在不同位置時電樞反應(yīng)將不相同。 時電樞反應(yīng)的性質(zhì) 、 作用 和對電機(jī)功率傳遞的影響 ？ ?一、隱極同步發(fā)電機(jī)的電壓方程、 相量圖和等效電路 ?二、凸極同步發(fā)電機(jī)的電壓方程 和相量圖 同步發(fā)電機(jī)的電壓方程、 相量圖和等效電路 第三節(jié) 隱極同步發(fā)電機(jī)的 電壓方程、相量圖和等效電路 一、不考慮飽和（磁路線性，可應(yīng)用疊加原理） fI 0E?0??I? aE?a??aF?f1F?電壓方程 E??E????URIEEE ????? ???? aa0 ?a11a ? ?? wkfNjE ???? ? ?? wkfNjE ????XXXXXIjRIUjXXIjRIUEas ????????? ssaaa0同步電抗—???????電樞繞組漏電抗—同理 ??? XXIjE ?? ??同相與同相與不計定子鐵耗， aaa IFB ???? ??aa ??E IF ?a不計飽和 ?IEXX aa ? a 電樞反應(yīng)電抗—aa XIjE ?? ??為分析方便，引入一個反映電樞反應(yīng)磁通的參數(shù)， 將電樞反應(yīng)電動勢與電樞電流直接聯(lián)系起來 。 時，為直軸增磁電樞反應(yīng)，作用是使氣隙磁場增強(qiáng)，發(fā)電機(jī)端電壓上升，影響發(fā)電機(jī)無功功率的輸出。 時，為交軸電樞反應(yīng)，作用是使氣隙磁場軸線從空載時的直軸處逆轉(zhuǎn)向后移了一個銳角，主磁場超前氣隙磁場，主極上受到制動性質(zhì)的電磁轉(zhuǎn)矩，使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速降低，影響發(fā)電機(jī)有功功率的
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