【正文】 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） 由相量圖求得 Ψ = ? 177。 (5) 畫 j Xd Id 和 j Xq Iq 。 (3) 畫 (－ EQ) ，確定 (－ E0)的方位。 取 U1 = U1 0o (1) 畫 I1 。 如果忽略 R1，則 U1 =－ E0＋ jXd Id＋ jXq Iq ∵ 交軸方向的氣隙大 qdaqad xxxx ??? 或 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） Ψ － E0 I1 Iq Id － E0 I1 Iq Ψ Id － j(Xd－ Xq)Id EQ 設(shè)虛擬電動勢 EQ = E0－ j (Xd－ Xq ) Id 2. 等效電路 (a) I1 滯后于 － E0 時 jId EQ (b) I1 超前于 － E0 時 jId 結(jié)論： EQ 與 E0 同相位。 Eaq =－ jXaq Iq E0 ??E? ??Ead ??Eaq ?? 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） E? =－ jXσI1 I1 = Id＋ Iq U1 =－ E0 ＋ j Xad Id＋ j Xaq Iq＋ j XσI1＋ R1I1 =－ E0＋ j (Xad＋ X?) Id＋ j (Xaq＋ X?) Iq＋ R1I1 U1 =－ E0＋ jXd Id＋ jXq Iq＋ R1I1 ※ Xd = Xad＋ X? —— 直軸同步電抗。 E0 = － kw1 N1f1 Φ0 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） 1. 基本方程式 ＋ U1 － I1 Uf → If→ F0m→ Φ0→ E0 U1 → I1 → Id → Iq → Fad → Faq → Φad → Φaq → Ead → Eaq Φ? → E? R1I1 U1 =－ E0－ Ead－ Eaq－ E?＋ R1I1 Ead =－ jXad Id ※ Xad —— 直軸電樞反應(yīng)電抗 。 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） F0m V1 V2 W2 W1 U1 U2 N S Fam Fam 如果磁路不飽和： 將 I1 分解為兩個分量。然后分別求出直軸和交軸的電樞反應(yīng)。 分析方法：采用 雙反應(yīng)原理 。而不同的磁阻將對應(yīng)著不同的電抗。 很顯然，由于直軸處的氣隙比交軸處小，故直軸磁導(dǎo)比交軸磁導(dǎo)大。求在上 述條件下運行時的 E0、 ? 、 ? 和 ? 。 ? Ψ 容性取正 感性取負 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） U1 =－ E0＋ jXs I1 (a) 電 感性 U1 I1 jXsI1 － E0 如果忽略 R1 ，則有 同樣有關(guān)系 Ψ = ? 177。 已知： － E0 滯后于 － E1θ角， U1 =－ E1＋ (R1＋ j X?) I1 θ 因此－ E0 滯后于 U1θ。 一般： R1＜＜ Xs ，忽略 R1 ，則 U1 =－ E0＋ j Xs I1 2. 等效電路 R1 jXs + U1 － I1 － + E0 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） 3. 相量圖 U1 =－ E0＋ (R1＋ jXs ) I1 U1 (a) 電感性 I1 ? R1 I1 jXsI1 － E0 Ψ ? —— 功率因數(shù)角。 aXaX※ Xa —— 電樞反應(yīng)電抗。 U1 =－ E0－ Ea－ E?＋ R1I1 疊加定理 忽略磁路飽和 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） 在同樣大小電流情況下 ,如果 越大，電樞反應(yīng)電勢也越大，表示著電樞磁勢所產(chǎn)生的電樞磁通很強。 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） 一、三相隱極同步電動機的運行分析 1. 基本方程式 ＋ U1 － I1 Uf → If → F0m Fm U1 → I1→ Fam E1 電樞 感應(yīng) → Φ 合成 磁通勢 U1 = R1I1－ E?－ E1 E? =－ j X? I1 ※ 漏磁感應(yīng)電動勢： ※ R X? —— 定子每相繞組的電阻、漏電抗。 三相同步電動機： PN =√3 UNIN?N ?N 三相同步發(fā)電機： PN =√3 UNIN?N 4. 額定轉(zhuǎn)速 nN ：額定運行時的轉(zhuǎn)速。 2. 額定電流 IN ：線電流的額定值。 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） 圖： 75m 、 云電英納超導(dǎo)電纜公司也于 2022年完成 33m長、 35kV/2kA 高溫超導(dǎo)交流電纜的開發(fā)，安裝在云南普吉變電站中運行。若改為超導(dǎo)輸電，節(jié)省的電能相當于新建數(shù)十個大型發(fā)電廠。 超導(dǎo)輸電線路 超導(dǎo)材料還可以用于制作超導(dǎo)電線和超導(dǎo)變壓器，從而把電力幾乎無損耗地輸送給用戶。磁流體發(fā)電，是利用高溫導(dǎo)電性氣體（等離子體）作導(dǎo)體，并高速通過磁場強度為 5萬～ 6萬高斯的強磁場而發(fā)電。超導(dǎo)發(fā)電機的單機發(fā)電容量比常規(guī)發(fā)電機提高 5～ 10倍，達 1萬兆瓦，而體積卻減少 1/2，整機重量減輕 1/3，發(fā)電效率提高 50％。 超導(dǎo)磁體在電力方面的應(yīng)用：可用于制作交流超導(dǎo)發(fā)電機、磁流體發(fā)電機和超導(dǎo)輸電線路等。 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） ?超群的超導(dǎo)磁體 由于超導(dǎo)材料在超導(dǎo)狀態(tài)下具有零電阻和完全的抗磁性，因此只需消耗極少的電能，就可以獲得 10萬高斯以上的穩(wěn)態(tài)強磁場。這座發(fā)電廠由 Zenergy電力公司開發(fā)，裝機為 。現(xiàn)各國研制的超導(dǎo)發(fā)電機大多數(shù)是前者 。由于超導(dǎo)狀態(tài)下電機繞組的電阻完全消失，從而徹底解決了電機的溫升問題，也大大提高了電機的效率。發(fā)電機氫冷系統(tǒng)及氫氣控制裝置應(yīng)能滿足發(fā)電機充氫、自動補氫、排氫及中間氣體介質(zhì)置換工作的要求，應(yīng)能自動監(jiān)測和保持氫氣的額定壓力、規(guī)定純度、冷氫溫度、干燥度等。系統(tǒng)還設(shè)有自動水溫調(diào)節(jié)器，以調(diào)節(jié)定子冷卻水進水溫度，使之保持基本穩(wěn)定；設(shè)置了離子交換器，用以提高定子繞組冷卻水的水質(zhì)。 三、冷卻系統(tǒng) 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） 同步發(fā)電機水系統(tǒng) 定子繞組導(dǎo)線采用空心與實心導(dǎo)線的組合形式，冷卻水進入發(fā)電機勵端的匯水總管，經(jīng)定子繞組空心導(dǎo)線，冷卻定子繞組，然后，從汽端匯水總管流出，經(jīng)水箱、水泵、水冷器、過濾器重新回到發(fā)電機勵端的匯水總管。例如采用空心導(dǎo)體（如圖），冷卻介質(zhì)直接在導(dǎo)體中流通而把熱量帶走，這樣能更有效地降低電機的溫升。 ? 在大型汽輪發(fā)電機中，為了提高其冷卻效率，往往用氫氣冷卻，但是氫氣與空氣混合后，有爆炸危險，必須有一套控制設(shè)備來保證外界空氣不會滲入到電機內(nèi)部。 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） ? 在中、小型電機中，都采用空氣作為冷卻介質(zhì)。 由于這種勵磁系統(tǒng)取消了集電環(huán)和電刷裝置，故又稱為無刷勵磁系統(tǒng)。 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） 水輪發(fā)電機：立式安裝 勵磁機 發(fā)電機 水輪機 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） 汽輪發(fā)電機：臥式安裝 勵 磁 機 發(fā)電機 汽輪機 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） 轉(zhuǎn)子鐵芯 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） 小浪底電站水輪機組安裝 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） 三峽電站首臺機組安裝 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） 大連理工大學(xué)電氣工程系 水力發(fā)電 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） 火力發(fā)電廠 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） 燃燒室 燃料 鍋爐的 爐膛 循環(huán)水 汽輪機 發(fā)電機 3 600 r/min 升壓變壓器 超熱高壓蒸汽 電能輸出 電能的產(chǎn)生 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） 熱電廠 1 煤傳送帶 2 加煤機 3 粉碎機 4 鍋爐 5 煤渣 6 空氣預(yù)熱器 7 靜電除塵 8 煙囪 9 汽輪機 10 冷凝器 11變壓器 12 冷卻塔 13 發(fā)電機 14 輸電線 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） 二、勵磁方式 1. 直流勵磁機勵磁 勵磁繞組由小型直流發(fā)電機供電。 水輪發(fā)電機：由水輪機作為原動機，立式安裝、轉(zhuǎn)速低、極對數(shù)多，采用凸極式。 汽輪發(fā)電機：由氣輪機作為原動機，臥式安裝、轉(zhuǎn)速高、極對數(shù)少，采用隱極式。 電氣工程與自動化系 第 5章（作者：賀曉蓉） (a)凸極式 (b)隱極式 電氣工程與自動化