[工學(xué)]第12章同步電機(jī)的基本理論和運行特性(參考版)
2025-01-21 11:50本頁面
【正文】 三、調(diào)整特性 IfIONU?定義： n＝ n1， U =UN， cos θ = cos θ N時， η=f(P2)。 IUNIONU外特性與負(fù)載性質(zhì)的關(guān)系： ?純電阻性負(fù)載 ： cosθ=1 (輸出有功功率） Ψ=0→純交軸電樞反應(yīng) →I↑ →IZs ↑ →U↓ sZIUE ??? ??0?電感性負(fù)載 ： cosθ0 (輸出有功功率 和感性無功功率） 直軸去磁 →I↑ → Fa↑→ Fδ↓→E ↓ →U↓ IZs ↑ U↓ U↓↓ ?電容性負(fù)載 ： cosθ0 (輸出有功功率和容性無功功率） 直軸助磁 →I↑ → Fa ↑ → Fδ ↑ →E ↑ →U ↑ IZs ↑ U↓ U ↑ IUNIONU?定義：額定工作狀態(tài)下的同步發(fā)電機(jī)，保持 IfN、 n1不變時，卸去負(fù)載后，端電壓變化的數(shù)值用額定電壓的百分?jǐn)?shù)表示。 原因： 零功率負(fù)載時，磁極漏磁較大，極芯飽和度較高，所需的勵磁電流 om’om ?????????xxxxpp)~(凸極機(jī)：隱極機(jī)：保梯三角形 △ a’b’c’ 四、轉(zhuǎn)差率法測定 xd和 xq(不飽和值 ) ?轉(zhuǎn)子開路 If=0,電機(jī)由原動機(jī)帶動到 n≈(98~99)%n 1 ?定子外施電壓（ 2~5)%uN相序與轉(zhuǎn)速一致 Z 線路U圖1247 轉(zhuǎn) 差法試驗電路與波形U s = co nst.AVIU f 0UIwtwtwtqdq注： X↑→I↓→線路壓降 ↓→端電壓 U最大 ?????????m a xm inm inm a xIUxIUxqd?計算 xd和 xq（低壓 →不飽和值 )： ?定子繞組上測定： umax、 Imin— 定子旋轉(zhuǎn)磁場軸線與轉(zhuǎn)子直軸重合時 umin、 Imax— 定子旋轉(zhuǎn)磁場軸線與轉(zhuǎn)子交軸重合時 167。39。U Nm39。oa39。0039。 加勵磁電流 If0 時測得的短路電流 Ik0 與額定電流 IN 之比 Nkfkfk IIIIk 00 ??E39。)(0?不飽和?討論： 利用空載和短路特性求不飽和同步電抗 E0、 E0’、 Ik均用每相值進(jìn)行計算 凸極機(jī)的 Xq 需用其它方法測定（轉(zhuǎn)差率法） ?標(biāo)么值 *39。0)( ?? 不飽和一、同步電抗的測定 ?不飽和同步電抗的測定 ?隱極同步發(fā)電機(jī) 短路時有（忽略 ra）： E0為飽和點時，不飽和時對應(yīng)于 E0’ I kE 0(c)E 0I k(c)I f(c)E39。 e c d a b 注 : cd=oe ad//of 課時小結(jié) 1. 空載特性實驗及其曲線： 去磁曲線 、 單方向下降 測量、剩磁 電動勢、曲線修正、空載特性的作用？ 2. 短路特性實驗及其曲線： 電樞反應(yīng)特點、特性曲線特征及原因 3. 零功率因數(shù)特性 曲線形狀？ 電抗三角形 ？各坐標(biāo)意義？實驗法 測定零功率因數(shù)特性曲線的方法？ 167。39。39。39。39。39。39。 忽略 ra 由相量圖可得： ?Ψ =90176。 將 U=0、 I=Ik代入同步發(fā)電機(jī)的電路方程，忽略電樞電阻 ra，則有： sk XIjE.0. ?可見， Ψ = 900， Ik為純感性負(fù)載 (僅有直軸分量 ) dE 0? 0 I kF f1jI k x sI fF aI kqΨ =900時為直軸去磁電樞反應(yīng) → Ik↑→ 去磁 ↑→ 磁路不飽和 → 由 E=E0+Ea=jIkxσ可見 E ∝ Ik ，且 E ∝ Ф ∝ Fδ， 則 Fδ ∝ Ik， → Fa ∝ Ik → If ∝ Ff=FδFa ∝ Ik 故， 短路特性 Ik=f(If)是條直線 不飽和時成立 短路實驗步驟： ?將三相電樞繞組出線端短接 ?起動原動機(jī)將同步發(fā)電機(jī)帶到同步速 n1 ?通入不同的 If，讀取相應(yīng)的短路電流 Ik≤(～ )IN 短路實驗特性討論： ?特性曲線是條直線（磁路不飽和） ?電樞反應(yīng)呈直軸去磁作用（ Ψ =90o） ,Iq=0 ?作用：用于求同步發(fā)電機(jī)的電抗參數(shù) 三、負(fù)載特性： 當(dāng)同步發(fā)電機(jī)電樞電流 I=const、 cosθ =const時，端電壓 U與勵磁電流 If的關(guān)系 U=f(If)稱為負(fù)載特性 空載特性 I=0 零功率因數(shù)特性 cosθ=0, I=IN 零功率因數(shù)負(fù)載特性分析 同步發(fā)電機(jī)帶純電感性負(fù)載 （ cosθ=0、 I=IN） 時的特性 ?相量圖 cosθ=0→ θ=900 → Ψ=90176。 負(fù)載特性 ： )(c os1 fIfUc on s tc on s tInn ???? ?零功率因數(shù)特性 ： )(0c os1 fN IfUIInn ???? ?一、空載特性： 當(dāng)同步發(fā)電機(jī)運行于 時，即稱為空載運行。 電樞繞組的漏抗 電樞繞組總磁通 →差漏抗（或諧波漏抗） xν 主磁通 槽漏磁通 端接部分漏磁通 高次諧波漏磁通 電樞繞組漏磁通 →電樞漏抗 xσ 常數(shù)、較小 (~)Xσ 電樞繞組漏磁通的影響： ? 槽漏磁通使導(dǎo)體內(nèi)的電流產(chǎn)生集膚效應(yīng) ? 繞組的銅耗增加 ? 端部漏磁通將在端部構(gòu)件（端蓋、壓環(huán)等） 引起渦流，產(chǎn)生局部發(fā)熱 ? 漏磁電動勢將影響電機(jī)的端電壓 (波形和幅值 ) 167。 d軸 q軸 0?E)( qdd XXIj ??qXIj?aRI?dI??I? ?QE?qq XIj?dd XIj?qI?過勵凸極同步發(fā)電機(jī)相量圖 ?U步驟： ?以 U為參考，畫 I ?畫 EQ， 并確定 d、 q軸 ?爭分解電流 I ?畫 E0=EQ+jId(XdXq) ?完成相量圖 課時小結(jié) 1. 隱極同步電機(jī)的電路方程、等效電路和相量圖？ 2. 何為 雙反應(yīng)理論 ？交、直軸電樞磁場磁動勢實際波形？交、直軸電樞磁場磁密實際波形？（分析時均取其基波分量） 3. 凸極同步電機(jī)的電路方程、等效電路和相量圖？ 4. 理解： 電樞反應(yīng)電抗、漏抗、同步電抗 5. 比較大小： xsxaxσ xdxqxσ xσ是常量，電樞反應(yīng)電抗與氣隙磁場飽和度有關(guān)。 凸極同步發(fā)電機(jī)的分析方法 一、雙反應(yīng)理論 考慮到凸極電機(jī) 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 。 隱極同步發(fā)電機(jī)的分析方法 一、不計磁路磁飽和時 ?電路方程和等效電路 負(fù)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 ????? ?????????????
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