【正文】 ??????????? klpklkmfNx wa ?????? 72121016 凸極發(fā)電機(jī)的相量圖 ? 由負(fù)載性質(zhì)，作出 U和 I相量 ? 確定 E0的方向，得到內(nèi)功率因數(shù)角 ψ ? 分解負(fù)載電流 Id=Isin ψ,Iq=Icos ψ ? 得到 E0 ? ? qaqdd xIjrIUxxIjE ????? ?????0 電抗簡(jiǎn)單比較說(shuō)明 ? 變壓器 激磁電抗標(biāo)幺值為幾十（無(wú)氣隙，磁阻小，主磁通大），Im在 ? 異步電機(jī) 激磁電抗標(biāo)幺值為幾（氣隙小，磁阻小，對(duì)應(yīng)空載氣隙主磁通）， Im在 ? 同步電機(jī) 同步電抗標(biāo)幺值：隱極機(jī)在 ，凸極機(jī)在 （交軸 ），由于氣隙大，磁阻大 附、電樞反應(yīng)磁勢(shì)的折算 ? 磁路不飽和時(shí)，分別由磁勢(shì) 磁密 感應(yīng)電勢(shì)，然后進(jìn)行疊加。 ? 求出在每相定子繞組中直軸電樞反應(yīng)電勢(shì) Ead和交軸電樞反應(yīng)電勢(shì) Eaq。 F=??， B=?S ? 雙反應(yīng)法 —— 電樞基波磁勢(shì) Fa分解為直軸上的直軸電樞反應(yīng)磁勢(shì) Fad和交軸上的交軸電樞反應(yīng)磁勢(shì) Faq。 六、不計(jì)飽和凸極電機(jī)的分析 ? 凸極同步機(jī)的氣隙不均勻 ． 在極面下的磁導(dǎo)大 ， 兩極之間的磁導(dǎo)小 。 當(dāng)某相電流最大時(shí)，電流相量在時(shí)間軸上。39。39。隱極機(jī)氣隙磁場(chǎng)簡(jiǎn)單計(jì)算 ）對(duì)應(yīng)的（即利用空載特性求得有效轉(zhuǎn)子磁勢(shì)，得：同乘以氣隙基波磁勢(shì)039。 附 .1 隱極機(jī)電樞反應(yīng)磁勢(shì)的折算 ? 折算原則： 產(chǎn)生相等的基波磁場(chǎng) ? 由于氣隙均勻，則需 基波磁勢(shì)振幅相等 ? 轉(zhuǎn)子磁勢(shì) ff，階梯波，振幅為 Ff，基波振幅為 Ff1=kfFf。 ? 電樞磁勢(shì)折算為等效的轉(zhuǎn)子磁勢(shì)，并與原轉(zhuǎn)子磁勢(shì)合成為等效的氣隙合成磁勢(shì)。 ? 考慮磁路飽和，則疊加原理不適用。根據(jù)方程式求得勵(lì)磁電勢(shì) ?步驟 1：在水平方向作出相量 U ?步驟 2：根據(jù) ?角作 I 的方向并作出相量 ?步驟 3：在 U 的尾端加上 Ira 和 相量 jIx0 ，它超前于 I 90176?？紤]到相位關(guān)系后，每相電樞反應(yīng)電勢(shì)為： aE??E?aE? IjxaEa?? ???物理意義 ： 電樞反應(yīng)磁場(chǎng)在定子每相繞組中感應(yīng)的電樞反應(yīng)電勢(shì)，可以看作相電流所產(chǎn)生的一個(gè)電抗電壓降 aEaaFI??????????????電樞反應(yīng)氣隙磁通合成旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)Xa推導(dǎo) 電樞磁勢(shì)基波振幅 電樞磁場(chǎng)基波振幅 每極電樞磁通 電樞反應(yīng)電勢(shì) 電樞反應(yīng)電抗 IkpNmIsqkmF wwa 11 222142 ?? ?? IkpNmkFkB waa 100 2??????????? lBa a2?? IpklkmfNNfkEa waw ???????????????? ?2120142??? ? 72121016 ? ??pklkmfNx wa隱極電機(jī)同步電抗 xs 對(duì)應(yīng)于定子繞組的漏磁通 對(duì)應(yīng)于定子電流所產(chǎn)生的空氣隙旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng) 定子旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)是三相電流聯(lián)合產(chǎn)生的，幅值為每相脈動(dòng)磁勢(shì)幅值的3/2倍。 隱極電機(jī)電樞反應(yīng)電抗 xa ? 當(dāng)三相對(duì)稱電樞電流流過(guò)電樞繞組時(shí)，將產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的電樞磁勢(shì) ，在電機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生跨過(guò)氣隙的電樞反應(yīng)磁通 和不通過(guò)氣隙的漏磁通 ，分別在電樞各相繞組中感應(yīng)出電樞反應(yīng)電勢(shì) 和漏磁電勢(shì) 。 ? 定子回路（每相）電壓平衡式 ? ??jxrIUEEE aa ??????????0 隱極發(fā)電機(jī)的等效電路 ? E0—— 空載電勢(shì)，反應(yīng)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的作用 ? Ea—— 電樞反應(yīng)電勢(shì)，反應(yīng)電樞磁場(chǎng)的作用。 五、不計(jì)飽和分析隱極同步發(fā)電機(jī) ? 當(dāng)不考慮磁路飽和現(xiàn)象時(shí)，可以應(yīng)用疊加原理：假設(shè)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)與電樞磁場(chǎng)分別在定子繞組中感應(yīng)電勢(shì)。 ?不同負(fù)載性質(zhì)時(shí)，電樞磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子電流 產(chǎn)生不同性質(zhì)的電磁力和電磁轉(zhuǎn)矩 。 電樞反應(yīng)分析 ?同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行情況：（ 90o， 90o） ?同步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行情況：（ 90o， 270o） 電樞反應(yīng)是實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵 ? 同步電機(jī)空載運(yùn)行時(shí)，定子繞組開(kāi)路，沒(méi)有負(fù)載電流： 不存在電樞反應(yīng)，不存在由轉(zhuǎn)子到定子的能量傳遞 。 ?直軸分量 Fad可能是磁化或去磁作用，當(dāng)去磁作用時(shí)，處于過(guò)激狀態(tài)。 ?為保持電壓不變，應(yīng)減少勵(lì)磁，即為 欠激狀態(tài)，將 輸出電容性無(wú)功功率 ?為任意角度時(shí)的電樞反應(yīng) ? 將電樞磁勢(shì)分解為直軸和交軸兩個(gè)分量。 cosψ＝ 0， sinψ＝ 1，有功功率等于零，僅 發(fā)出電容性無(wú)功功率 ，或吸收電感性無(wú)功功率。 交軸電樞反應(yīng) Fa超前于 Ff1電動(dòng)機(jī) ?轉(zhuǎn)子磁勢(shì)作用在直軸上，電樞磁勢(shì)作用在交軸上，電樞反應(yīng)使合成磁勢(shì)的軸線位置產(chǎn)生一定的偏移，幅值發(fā)生一定的變化。 cosψ＝ 1， sinψ＝ 0，有功功率將從電網(wǎng)輸送到電機(jī) —— 電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài) 。 直軸電樞反應(yīng) ?轉(zhuǎn)子磁勢(shì)和電樞磁勢(shì)均作用在直軸上，方向相反，電樞反應(yīng)為純?nèi)ゴ抛饔?，合成磁?shì)的幅值減小 —— 直軸去磁電樞反應(yīng) 。 ?作用在交軸上的電樞反應(yīng)稱為 交軸電樞反應(yīng) ，簡(jiǎn)稱交磁作用 解釋：時(shí)間相量 Ia與空間矢量 Fa同向 電樞磁勢(shì) Fa—— 三相電流產(chǎn)生的合成磁勢(shì)，哪一相電流達(dá)最大值，則位置在其繞組的軸線上； A相電流 Ia—— 如 Ia最大，則 Ia在相軸上，此時(shí) Fa正好在交軸上 交軸電樞反應(yīng) Fa滯后于 Ff1發(fā)電機(jī) ψ=π/2 時(shí)的電樞反應(yīng)分析 ? 輸出電流滯后于空載電勢(shì) 90176。 ? ψ＝ 0， cosψ＝ 1， sinψ＝ 0， 不發(fā)出無(wú)功功率 。 同步發(fā)電機(jī)負(fù)載以后，電機(jī)內(nèi)部的磁勢(shì)和磁場(chǎng)及繞組中感應(yīng)電勢(shì)將發(fā)生顯著變化，此變化主要由電樞磁勢(shì)的出現(xiàn)所致。 ★ 兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)的轉(zhuǎn)速均為同步速，且轉(zhuǎn)向一致，二者在空間處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，矢量合成為一個(gè)合成磁勢(shì) 。 四、對(duì)稱運(yùn)行時(shí)的電樞反應(yīng) ? 負(fù)載后磁勢(shì)分析，電樞反應(yīng) ? 概念：內(nèi)功率因數(shù)角 ψ ? 不同情況電樞反應(yīng)分析 負(fù)載后（氣隙）磁勢(shì)分析 ★ 空載時(shí)，只有一個(gè)以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的勵(lì)磁磁勢(shì) Ff—— 隨軸同轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子磁勢(shì) (稱為 機(jī)械旋轉(zhuǎn)磁勢(shì) ) ，在電樞繞組中感應(yīng)出三相對(duì)稱交流電勢(shì)，勵(lì)磁電勢(shì)，即空載電勢(shì) E0。 影響 ：危害用電設(shè)備（瞬時(shí)電壓值可大大超過(guò)額定電壓），導(dǎo)致線路附加損耗，高頻輻射影響通訊。 2 同步電機(jī)中的時(shí)空量 ?將相繞組軸線作為空間矢量參考軸（相軸） ?令時(shí)間相量參考軸（時(shí)軸）與空間矢量參考軸重合 轉(zhuǎn)子繞組軸線 兩極間中心線 ?時(shí)間相量 —— 繞組的感應(yīng)電勢(shì)、電壓和電流，匝鏈的磁通 ?空間矢量 —— 磁勢(shì)和磁通密度（ 隨時(shí)間變化 ） 3 空載電勢(shì) 三相電勢(shì)對(duì)稱 主磁通 ?0 漏磁通 ?? 只有主磁通才在定子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì) 0110 ?? NkfNE4 電壓波形畸變 ? 定義：實(shí)際空載線電壓波形與正弦波形的偏差程度。 2sin4 ????fk? 感應(yīng)電勢(shì)的波形和大小與氣隙磁密的分布形狀及幅值大小緊密相關(guān)。極靴以外的氣隙磁通密度減少很快，相鄰兩極中線上的磁通密度為零。如無(wú)特殊說(shuō)明，以后 僅考慮磁通密度的基波分量 fff FFk 1?波形系數(shù) 凸極同步電機(jī)的空載磁勢(shì) ?勵(lì)磁繞組為集中繞組，磁勢(shì)波為 矩形波 ? 對(duì)于凸極發(fā)電機(jī)來(lái)說(shuō)，由于定轉(zhuǎn)子間的 氣隙沿整個(gè)電樞圓周分布不均勻 ，極面下氣隙較小，磁阻較?。粯O間氣隙較大，極間磁阻很大。 ? 勵(lì)磁磁勢(shì)在 空間的分布為一個(gè)階梯形 ，受齒槽的影響 ,氣隙磁密呈現(xiàn)出波動(dòng)變化。 旋轉(zhuǎn)電樞式 三、同步電機(jī)的空載運(yùn)行 1. 空載磁勢(shì) 2. 時(shí)空矢量 3. 空載電勢(shì) 4. 電壓波形畸變 空載與空載磁勢(shì) ? 空載運(yùn)行：原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)在同步轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，勵(lì)磁繞組通過(guò)適當(dāng)?shù)膭?lì)磁電流，電樞繞組不帶任何負(fù)載時(shí)。交流主勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁電流由同軸的交流副勵(lì)磁機(jī)經(jīng)靜止的晶閘管整流器整流后供給。 在大容量的同步發(fā)電機(jī)中，常采用不需要電刷和集電環(huán)的旋轉(zhuǎn)整流器勵(lì)磁系統(tǒng)。 副勵(lì)磁機(jī)的輸出電流經(jīng)過(guò)靜止晶閘管整流器整流后供給主勵(lì)磁機(jī) 主勵(lì)磁機(jī)的交流輸出電流經(jīng)過(guò)靜止的三相橋式硅整流器整流后供給主發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組。 交流勵(lì)磁機(jī)靜止整流勵(lì)磁 同一軸上有三臺(tái)交流發(fā)電機(jī)，即主發(fā)電機(jī)、交流主勵(lì)磁機(jī)和交流副勵(lì)磁機(jī)。 ? 其他：反映迅速，運(yùn)行可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，損耗小，成本低，體積小等 強(qiáng)勵(lì)指標(biāo) ? 勵(lì)磁電流增長(zhǎng)幅度 ? 勵(lì)磁電流增長(zhǎng)速度 正常工作電壓強(qiáng)勵(lì)時(shí)頂值電壓強(qiáng)勵(lì)倍數(shù) ?K正常工作電壓內(nèi)增長(zhǎng)電壓電壓上升速度 sv ?一般值， K=， v= 勵(lì)磁方式 ? 它勵(lì) 由另外電源供電 —— 直流發(fā)電機(jī)，帶整流的交流發(fā)電機(jī) 運(yùn)動(dòng)方式 —— 同軸，獨(dú)立工作 ? 自勵(lì) 自并勵(lì)，自復(fù)勵(lì)，諧波繞組勵(lì) 直流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁 直流勵(lì)磁機(jī)通常與同步發(fā)電機(jī)同軸，采用并勵(lì)或者他勵(lì)接法，或采用負(fù)載電流反饋的復(fù)式勵(lì)磁。 對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)的要求 ? 當(dāng)電機(jī)內(nèi)部發(fā)生短路故障時(shí)， 能快速 滅磁 和減磁，以減小故障的損壞程度。同步補(bǔ)償機(jī)為 TT系列。 外同步電動(dòng)機(jī)系列有 TD、 TDL等， TD表示同步電動(dòng)機(jī)，后面的字母指出其主要用途。 舉例：