[工學(xué)]第12章同步電機(jī)的基本理論和運(yùn)行特性-文庫吧資料
2025-01-24 11:50本頁面
【正文】 ? lBlx dxB aaa 2)s i n1( 0 ?? ?IPk lkm f Nf NkE wawa )4(21201 ????? ????kδ δ — 有效氣隙長度 μ0 = 4π 107 H/m lτ — 每極面積 72121016:??????Pklkm f Nx wa電樞反應(yīng)電抗IjxE aa ?? ??aa xIjxIjrIUE ????? ???? ?0ssaaaZIUjxrIUxxjrIUE????????????????][)]([0 ??xxx as ??:同步電抗aR?I?U?XaXaR?I?UsX電樞反應(yīng)電抗和同步電抗的物理意義： ?Xa是三相合成氣隙旋轉(zhuǎn)磁場對應(yīng)的電抗，要比每相激磁電抗 大 3/2倍，更大于漏抗 Xσ ?Xσ很小，因此 Xa與 Xs在數(shù)值上相差不大 ?與異步機(jī)的 Xm相比較，數(shù)值上 Xa小于 Xm（同步機(jī)氣隙較大） ?Xa與 Xm（異步機(jī)）均為每相值，各相相等 ?Xs為定子側(cè)總電抗 ?大小關(guān)系： XsXaXσ ?隱極發(fā)電機(jī)的相量圖 過勵隱極同步發(fā)電機(jī)相量圖 步驟： ?以 U為參考，畫 I ?畫 E ?畫 E0=EEa ?標(biāo)注各角度 ?畫磁通 Ф=Фa+Ф0 0??a??0?E???E?I??XIjaXIj??90? ?UaRI?Ψ δ 0?E?ISXIj?? ?UaRI?Ψ δ 簡化相量圖： 二、考慮磁路磁飽和時 考慮磁飽和時，由于磁路的非線性，疊加原理不再適用。 五、一般情況下的電樞反應(yīng) ?直軸分量： ?s inaad FF ?? ??交軸分量： ?c o saaq FF ?? ?可以把電樞電流和電樞反應(yīng)磁動勢分解為兩個分量： ? ? ? ? cos sin I I I I q d A 相軸時軸?時間矢量圖A 相軸時軸?dF f1qA 相時空矢量圖E 0AI AI BE 0CI CE 0BIE 0F aF ?圖1221 0 ??????? 時的電樞反應(yīng)F a dF a qI dI q? ??900 ?? ??根據(jù) 角判斷同步電機(jī)的運(yùn)行方式 ?當(dāng) π /2Ψ π /2時， Fa滯后 Ff 電機(jī)向電網(wǎng)輸出有功功率 發(fā)電機(jī) 當(dāng) π /2Ψ 3π /2時， Fa超前 Ff 電機(jī)從電網(wǎng)吸收有功功率 電動機(jī) 當(dāng) Ψ =π /2時， Fa滯后 Ff 180176。 ?勵磁狀態(tài)： 當(dāng)電樞反應(yīng)起助磁作用，為保持電網(wǎng)電壓不變，必須減小勵磁電流，減小勵磁電流的運(yùn)行狀態(tài)稱為 欠勵狀態(tài) ?結(jié)論： 欠勵運(yùn)行狀態(tài)的同步電機(jī)將向電網(wǎng)輸送容性無功功率。 四、 超前 90186。 (P0) ?電樞反應(yīng)性質(zhì)： Fa 超前 Ff 90186。( )時的電樞反應(yīng) 0E?I? ?? 180? 交軸電樞反應(yīng) A 相軸時軸?時間矢量圖A 相軸時軸?dF f1qA 相時空矢量圖E 0AI AI BE 0CI CE 0BIE 0F a? a? 0E ?E aF ?? ?圖1219 ????? 時的電樞反應(yīng)?功率交換： Fa超前 Ff 90176。 ?勵磁狀態(tài)： 當(dāng)電樞反應(yīng)起去磁作用時，為保持輸出電壓不變，必須增大勵磁電流，增大勵磁電流后的運(yùn)行狀態(tài)稱為 過勵狀態(tài)。 作用在直軸，是 直軸去磁電樞反應(yīng) 。( )時的電樞反應(yīng) 0E?I? ?? 90?直軸去磁電樞反應(yīng) A XCYZBA 相軸時軸B 相軸C 相軸A 相軸時軸?時間矢量圖A 相軸時軸?dF f1qA 相時空矢量圖E 0AI AI BE 0CI CE 0BIE 0F a? a? 0E ?E aF ?? ?圖1218 ???? 時的電樞反應(yīng)N Sdqn?功率交換 ： Fa滯后 Ff 180186。作用在交軸，是 交軸電樞反應(yīng) ?特點(diǎn)： 以 A相繞組軸線作為空間矢量和時間相量的參考軸，則在時空矢量圖上 與 同方向， 與 同方向。 ?三個特殊角 內(nèi)功率因數(shù)角 ：是 與 的時間相位角，與電機(jī)參數(shù)及負(fù)載有關(guān) 外功率因數(shù)角 ：是 與 的時間相位角，與負(fù)載有關(guān) 功率角（功角） ：是 與 的時間相位角 三者關(guān)系： 0E??I?? I?U??0E?U?? ? ?+ = 這是為了分析電機(jī)特性而引入的角度 ?負(fù)載時的時空矢量圖 ?四個軸： 直軸、交軸、相軸、時軸 空載時空矢量圖 ?F? E?負(fù)載時的時空矢量圖 Ψ aE?一、 和 同相 ( )時的電樞反應(yīng) 0E?I? ?? 0? 交軸電樞反應(yīng) N SdqnA XCYZBA 相軸時軸B 相軸C 相軸A 相軸時軸?時間矢量圖A 相軸時軸?dF f1qA 相時空矢量圖E 0AI AI BE 0CI CE 0BIE 0F a? a? 0E ?E aF ?? ?圖1217 ??? 時的電樞反應(yīng)?功率交換： Fa滯后 Ff，處于 發(fā)電機(jī)運(yùn)行 狀態(tài)， 僅輸出有功功率 （ P0， Q=0，由相量圖分析可得）。 四、空載電動勢相量 ??? 000 EE A????? 1 2 000 EE B???? 1 2 000 EE C?0110 ?? wkfNE?氣隙磁場由轉(zhuǎn)子磁極建立 ?磁通：主磁通和漏磁通 ?主磁路：氣隙、電樞齒、電樞軛、磁極極身、轉(zhuǎn)子軛 五、電壓波形的正弦畸變率 ?定義： 122122322mnmnmmkmmvUUUUUUk???????????額定容量為 10VA到 1MVA的交流發(fā)電機(jī)，其線電壓波形允許的正弦畸變率不超過 10% 額定容量為 1MVA以上的交流發(fā)電機(jī)，其線電壓波形允許的正弦畸變率不超過 5% 課時小結(jié) 1. 同步發(fā)電機(jī)勵磁可分為哪幾類？ (了解 ) 2. 同步發(fā)電機(jī)空載時氣隙磁動勢 是定子還是轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的？磁動勢實際波形是什么波（隱極和凸極）？波形系數(shù)如何定義？ (重點(diǎn) ) 3. 空間矢量和時間相量的物理意義有何區(qū)別？同步電機(jī)中哪些量是空間矢量，哪些量是時間相量？何謂 時空矢量圖 ？同步發(fā)電機(jī)空載時的時空矢量圖？ (重點(diǎn) ) 4. 電壓波形正弦畸變率的定義是什么？ 167。而時間相量僅指一相的量，表示其電動勢、電壓、電流及繞組匝鏈的磁通。 同步電機(jī)空載時的時空矢量圖 交軸 交軸 ?說明 1 時間相角有明確的物理意義，空間相角也有明確的物理意義，但是 時、空之間的 “ 相角 ” 無物理意義 。 If=IfN， n=nN 定子繞組開路的狀態(tài) 沿氣隙 分布 繞組 磁通 感應(yīng) 電動勢 圖1213 隱極同步電機(jī)轉(zhuǎn)子磁勢F
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