【正文】 ? 勵(lì)磁增大， E0增大， I增大，并超前電壓，電動(dòng)機(jī)吸收超前的無(wú)功功率， 即發(fā)出滯后的無(wú)功功率；“過(guò)勵(lì)”； ? 勵(lì)磁減小， E0減小， I增大， 但落后電壓， 電動(dòng)機(jī)吸收滯后的無(wú)功功率；“欠勵(lì)”； ? 當(dāng)勵(lì)磁電流減小， 與 垂直， δ＝ 900， 達(dá)到靜態(tài)穩(wěn)定極限。 fF??B?0E?sjIxU? U??B?fF?0E?sjIx?,MPT090 School of Electrical and Engineering , Jiangsu University 三、同步電機(jī)的無(wú)功功率調(diào)節(jié) 以隱極機(jī)為例。 （ 2）運(yùn)行特性 School of Electrical and Engineering , Jiangsu University 當(dāng)忽略電樞繞組損耗時(shí)， 1 c o s c o s ( )( c o s c o s s in s in )c o s s inMqdP P m U I m U ImUIm U I m U I??????? ? ? ? ?? ? ? ???I?dI?qI?U?0E?qqjI xddjI x???QE??qjIxR Q 0c ossinddqqEUIxUIx?????20 11sin ( ) sin 22M d q dEU UP m mx x x??? ? ?功角特性 School of Electrical and Engineering , Jiangsu University 同步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩： 凸極機(jī)： 201111s i n ( ) s i n 22d q dEU UT m mx x x??? ? ???隱極機(jī)： 01s i nsEUTmx ?? ? School of Electrical and Engineering , Jiangsu University 功角、矩角特性： ? 發(fā)電機(jī)狀態(tài) δ0； ? 電動(dòng)機(jī)狀態(tài) δ0； ? 凸極機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩包含有基本分量和附加分量； ?TMP發(fā)電機(jī) 電動(dòng)機(jī) 隱極機(jī) MP?T發(fā)電機(jī) 電動(dòng)機(jī) MP MP?MP??凸極機(jī) School of Electrical and Engineering , Jiangsu University 二、有功功率的調(diào)節(jié)和靜態(tài)穩(wěn)定 ? 同步電機(jī)空載運(yùn)行， 0 , 0 , 0MPT? ? ? ?? 負(fù)載增加，轉(zhuǎn)子減速， 轉(zhuǎn)子磁勢(shì) Ff滯后合成磁場(chǎng)， 電機(jī)輸出一定的功率和轉(zhuǎn)矩。 P1 PM P2 pcu1 pFe p? pf School of Electrical and Engineering , Jiangsu University 121112c osc u aM c uM FeP mU Ip mI rP P pP p p P??????? ? ?輸入功率： 定子繞組銅耗： 電磁功率： 或 運(yùn)行特性包括：工作特性、起動(dòng)和調(diào)速。 School of Electrical and Engineering , Jiangsu University 一、同步電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)勢(shì)方程 U?I?aE? 0E? ?E?A B C 按照規(guī)定的參考正方向，電樞繞組 一相的電動(dòng)勢(shì)平衡方程 ： 0 a a aU E E E I r E E I r? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?E jI x????漏抗電動(dòng)勢(shì)寫(xiě)成漏抗壓降形式 ， 電樞反應(yīng)電動(dòng)勢(shì)用電樞反應(yīng)電抗壓降形式表示 aaE jI x?xa為電樞反應(yīng)電抗 School of Electrical and Engineering , Jiangsu University 00a s sU E I r jIx E jIx? ? ? ? ?Xs：為同步電機(jī)的同步電抗， 磁路不飽和時(shí)為常數(shù)。 優(yōu)點(diǎn)：功率因數(shù)可以調(diào)節(jié)以改善電網(wǎng)的功率因數(shù) 缺點(diǎn)：比異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高 同步調(diào)相機(jī)：實(shí)質(zhì)是空載運(yùn)行的同步電動(dòng)機(jī)，專(zhuān)門(mén)用來(lái)產(chǎn)生無(wú)功功率，改善電網(wǎng)的功率因數(shù)。 School of Electrical and Engineering , Jiangsu University 167。 當(dāng)欠激時(shí)，發(fā)電機(jī)輸出容性無(wú)功功率，電樞電流是超前電流。 1cos ??fII0MP ?1cos ??MP?MP??MMPP?? ??090??欠勵(lì) 過(guò)勵(lì) 滯后 超前 正常勵(lì)磁 School of Electrical and Engineering , Jiangsu University 結(jié)論：無(wú)功功率調(diào)節(jié)特性 當(dāng)發(fā)電機(jī)與無(wú)窮大電網(wǎng)并聯(lián)時(shí)，調(diào)節(jié)激磁電流的大小，就可以改變發(fā)電機(jī)輸出的無(wú)功功率，不僅能改變無(wú)功功率的大小，而且能改變無(wú)功功率的性質(zhì) 。 ? 正常勵(lì)磁左為欠勵(lì)區(qū)， 功率因數(shù)超前；右為過(guò)勵(lì)區(qū)， 功率因數(shù)滯后； ? 在欠勵(lì)區(qū)， δ＝ 900對(duì)應(yīng)靜態(tài)穩(wěn)定極限。 0E? U?調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流的現(xiàn)象 School of Electrical and Engineering , Jiangsu University 二、 V形曲線 發(fā)電機(jī)在原動(dòng)機(jī)輸入功率恒定、電網(wǎng)電壓恒定時(shí)， 電樞電流和勵(lì)磁電流之間的關(guān)系曲線 ， 形狀如“ V”， 稱(chēng) V形曲線。 在原動(dòng)機(jī)輸入的有功功率 P1不變的情況下，忽略電樞繞組損耗， 有 0122s inc o sMsEUP m CxP m U I C??????當(dāng)磁路不飽和， 電網(wǎng)電壓 U、同步電抗 Xs不變 常數(shù)常數(shù)，????c o ssi n0IE School of Electrical and Engineering , Jiangsu University I?U?0E?sjIx??1co sIc? ?20 s in cE ??I??0E??sjIx?sjIx??0E??I??sjI x???0E???I??? School of Electrical and Engineering , Jiangsu University ? 電流與電壓同相時(shí)， ?＝ 0， cos ?＝ 1，發(fā)電機(jī)輸出純有功功率，電流最小， “正常勵(lì)磁”。 MdPd?整步功率系數(shù) School of Electrical and Engineering , Jiangsu University 三、動(dòng)態(tài)穩(wěn)定 擾動(dòng) —— 負(fù)載突然變化（加、卸、短路、失磁、電壓突變） 動(dòng)態(tài)穩(wěn)定 —— 發(fā)電機(jī)能否繼續(xù)保證同步運(yùn)行 a點(diǎn)：原正常運(yùn)行點(diǎn) 曲線 2：電網(wǎng)電壓因事故明顯降低 曲線 3：電壓降低很大 School of Electrical and Engineering , Jiangsu University 167。 0m a x0m a x1MssEUPmxEUTmx????,MPT090靜態(tài)穩(wěn)定區(qū)域 00δ900 對(duì)凸極電機(jī)：當(dāng) 450δm900，電磁功率和電磁轉(zhuǎn)矩達(dá)到最大值。 要增加發(fā)電機(jī)的輸出有功功率， 必須增加原動(dòng)機(jī)的輸入功率， 使功率角增大。 kP=~ m a xMmNPkP?0m a x01s ins inMsmNNNsEUmPxkEUPmx??? ? ?對(duì)隱極機(jī)： School of Electrical and Engineering , Jiangsu University 167。 額定情況下： δN=30186。 ? 隱極轉(zhuǎn)子氣隙不會(huì)扭歪， 所以沒(méi)有電磁轉(zhuǎn)矩。 功角 ?為負(fù)值時(shí)，為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。 穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)， Ff和 F 之間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)， ?固定。 School of Electrical and Engineering , Jiangsu University 167。 直接開(kāi)路，將在其中感應(yīng)出危險(xiǎn)的高壓； 直接短路，將在定、轉(zhuǎn)子繞組間產(chǎn)生很大的沖擊電流。 調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)頻率； 調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁調(diào)節(jié)電壓； 調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)相位 School of Electrical and Engineering , Jiangsu University 自整步法 ? 在 相序一致的情況 下將勵(lì)磁繞組通過(guò)適當(dāng)?shù)碾娮瓒探樱? ? 用原動(dòng)機(jī)把發(fā)電機(jī)拖動(dòng)到接近同步速 (相差 2~5％ )； ? 在沒(méi)有接通勵(lì)磁電流的情況下將發(fā)電機(jī)接入電網(wǎng)； ? 再接通勵(lì)磁并調(diào)節(jié)勵(lì)磁強(qiáng)弱，依靠定子磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)之間的電磁轉(zhuǎn)矩將轉(zhuǎn)子拉入同步轉(zhuǎn)速。 如果燈光不是明暗交替，則說(shuō)明相序不一致 ，應(yīng)調(diào)整發(fā)電機(jī)的出線相序或電網(wǎng)的引線相序，嚴(yán)格保證相序一致； ③通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速改變頻率，直到燈光明暗交替十分緩慢時(shí)，說(shuō)明頻率已十分接近， 等待燈光完全變暗的瞬間（相位相同），即可合閘并車(chē) AUBUCUAU?BU?CU?1?1??直接接法（燈光明暗法） School of Electrical and Engineering , Jiangsu University 交叉接法（燈光旋轉(zhuǎn)法） AUBUCUAU?BU?CU?1?1??① 通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流的大小使電壓相等 ； ②電壓調(diào)整好后，如果相序一致，則燈光旋轉(zhuǎn)，如 燈光同步則說(shuō)明相序不一致； ③通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速改變 頻率，直到燈光旋轉(zhuǎn)十分緩慢時(shí)，說(shuō)明 頻率十分接近 ，這時(shí)等待燈 3 完全熄滅的瞬間到來(lái)，即可合閘并車(chē)。 同步方法： 準(zhǔn)同步法， 自同步法 投入并聯(lián)的方法 準(zhǔn)同步：把發(fā)電機(jī)調(diào)整到完全合乎投入并聯(lián)條件再進(jìn)行并聯(lián)合閘。 ??1cos ?? ??滯后 超前 NI IfI0對(duì)于感性和純電阻負(fù)載， 調(diào)整特性呈上升趨勢(shì)； 對(duì)于容性負(fù)載， 調(diào)整特性呈下降趨勢(shì)； School of Electrical and Engineering , Jiangsu University ?提高了供電的可靠性； ?提高了供電的經(jīng)濟(jì)性和靈活性； ?提高了供電質(zhì)量 167。 發(fā)電機(jī)的端電壓隨著負(fù)載電流的改變而變 ,保持額定運(yùn)行時(shí)的勵(lì)磁電流 IfN 和轉(zhuǎn)速 nN 不變 ,將發(fā)電機(jī)的完全卸載 ,發(fā)電機(jī)的端電壓將由 UN變化為勵(lì)磁電勢(shì) E0 ，電壓變化的幅度可以用 電壓調(diào)整率來(lái)表示 △ U是發(fā)電機(jī)的性能指標(biāo)之一，按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 應(yīng)不大于 40% 。 外特性： n=n1, If=常數(shù) ,cos?=常數(shù)的條件下，同步發(fā)電機(jī)作單機(jī)運(yùn)行時(shí) ,端電壓 U隨負(fù)載電流 而變化的關(guān)系 ,即 U=f(I )曲線。 School of Electrical and Engineering , Jiangsu University 一、同步發(fā)電機(jī)的外特性 ?感性負(fù)載（或純阻性負(fù)載） 在勵(lì)磁電流不變的情況下，隨著電樞電流的增大，電樞反應(yīng)的去磁作用的增強(qiáng)，漏抗壓降的增大，同步電機(jī)的外特性是下降的曲線。 外特性 ：在 n＝ nN， If＝常數(shù)和 cosφ＝常數(shù)時(shí)， 端電壓 U和負(fù)載電流 I的關(guān)系曲線。 67 同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性 空載特性： 實(shí)質(zhì)是電機(jī)的磁化曲線 短路特性： 發(fā)電機(jī)在同步轉(zhuǎn)速下， 電樞線端三相穩(wěn)態(tài)短路時(shí)， 電樞電流與勵(lì)磁電流的關(guān)系曲線。 變壓器： 異步電機(jī)： 同步電機(jī)： 同步電抗包括兩個(gè)部分，（ 1）對(duì)應(yīng)于定子繞組的漏磁通的 xσ ，（ 2）對(duì)應(yīng)與定子電流產(chǎn)生的空氣隙旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的 xa。 School of Electrical and Engineering , Jiangsu University School of Electrical and Engineering , Jiangsu University Fa對(duì)準(zhǔn)直軸時(shí)， 電樞反應(yīng)電抗大， 電流小，電樞端電壓大（由于供電線路的壓降），轉(zhuǎn)子感應(yīng)電壓為零； Fa對(duì)準(zhǔn)交軸時(shí)， 電樞反應(yīng)電抗小， 電流大，電樞端電壓小，轉(zhuǎn)子感應(yīng)電壓最大。 電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速略小于同步轉(zhuǎn)速， 電樞磁勢(shì)以 sn1的速度掠過(guò)轉(zhuǎn)子表面。 即：產(chǎn)生空載額定電壓和產(chǎn)生額定短路電流所需的勵(lì)磁電流之比。)( IUx Nd ??飽和Ff(If) U0 I