[工學(xué)]第12章同步電機(jī)的基本理論和運(yùn)行特性-在線瀏覽
2025-03-07 11:50本頁(yè)面
【正文】 （ 電動(dòng)機(jī)： ) ? 額定勵(lì)磁電壓 UfN和額定勵(lì)磁電流 IfN NNNNNN IUSP ?? c o s3c o s ??NNNNNNNN IUSP ???? cos3cos ??課時(shí)小結(jié) ? 同步電機(jī)命名的由來(lái)？同步電機(jī)的基本 特點(diǎn) 和主要 用途 ？ ? 電機(jī)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的機(jī)理有哪些？它們間有什么異同點(diǎn)？ ? 隱極機(jī)和凸極極的各自的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 比較 ？ (重點(diǎn) ) ? 同步電機(jī)運(yùn)行方式？判別依據(jù)？ ? 同步電機(jī)的額定值間的關(guān)系？ 167。 同步電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng) 勵(lì)磁系統(tǒng) — 為同步電機(jī)提供勵(lì)磁電流 (直流 )的整個(gè)系統(tǒng) 一、勵(lì)磁系統(tǒng)應(yīng)滿足的條件 : ?能穩(wěn)定提供發(fā)電機(jī)從空載到滿載 (及過(guò)載 )所需的 If ?當(dāng)電網(wǎng)電壓減小時(shí) ,能快速?gòu)?qiáng)行勵(lì)磁 ,提高系統(tǒng)穩(wěn)定性 . ?發(fā)電機(jī)突然甩負(fù)荷時(shí)能快速減磁，限制電壓過(guò)高 ?當(dāng)電機(jī)內(nèi)部發(fā)生短路故障時(shí) ,能快速滅磁 . ?運(yùn)行可靠 ,維護(hù)方便 ,簡(jiǎn)單 ,經(jīng)濟(jì) . ?多臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，能夠成組配合調(diào)節(jié)無(wú)功功率 . 直流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng) 交流勵(lì)磁機(jī)整流勵(lì)磁系統(tǒng) 靜止整流勵(lì)磁 旋轉(zhuǎn)整流勵(lì)磁 二、勵(lì)磁系統(tǒng)分類 ?直流勵(lì)磁機(jī)與同步發(fā)電機(jī)同軸 ?最常用直流 并勵(lì) 發(fā)電機(jī) 。 同步電機(jī)的空載運(yùn)行 ?空載的定義 ?空載電動(dòng)勢(shì) E0 空載電動(dòng)勢(shì) E0隨時(shí)間變化 規(guī)律與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng) 沿空間分布 規(guī)律相同。 思考：相量圖和矢量圖的區(qū)別？ Ff1 φ0 Bf1 E0 直軸 A相軸 /時(shí)軸 S N A X B Z C Y ω1=2πf ?同步電機(jī)空載時(shí)的時(shí)空矢量圖 時(shí)間相量和空間矢量都以相繞組軸線作為參考軸。 2 參考軸 可以任意選擇，但一般選擇在相繞組軸線 3 空間矢量是由三相電樞或主極的共同作用產(chǎn)生的，如磁動(dòng)勢(shì)和磁通密度。 4 空間矢量相對(duì)于轉(zhuǎn)子而言是靜止的，由于轉(zhuǎn)子以同步速旋轉(zhuǎn)，所以空間矢量相對(duì)于氣隙而言就是以同步速旋轉(zhuǎn)的。 對(duì)稱負(fù)載時(shí)的電樞反應(yīng) ?電樞反應(yīng)的概念 電機(jī)帶負(fù)載后，電樞電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)將使空載氣隙磁場(chǎng)的分布發(fā)生變化，從而使繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為 電樞反應(yīng) 。 ?電樞反應(yīng)性質(zhì)： 滯后 90186。 aF? 1fF?A0??1fF? aF? AI?二、 滯后 90186。 處于 補(bǔ)償機(jī)運(yùn)行 狀態(tài)， 僅輸出感性無(wú)功功率（ P=0， Q0） ?電樞反應(yīng)性質(zhì)： 滯后 180186。 aF?1fF??結(jié)論： 過(guò)勵(lì)運(yùn)行狀態(tài)的同步電機(jī)將向電網(wǎng)輸送感性無(wú)功功率。 aF?三、 滯后 180186。 , 處于 電動(dòng)機(jī)運(yùn)行 狀態(tài)，從電網(wǎng) 吸收有功功率 ，電動(dòng)機(jī) 輸出機(jī)械功率 。作用在交軸，是 交軸電樞反應(yīng) 。( )時(shí)的電樞反應(yīng) 0E?I? ??? 90?直軸助磁電樞反應(yīng) I BE 0CI CE 0BIE 0F a? a? 0E ?E aF ?? ?圖1220 ??????? 時(shí)的電樞反應(yīng)A 相軸時(shí)軸?時(shí)間矢量圖A 相軸時(shí)軸?dF f1qA 相時(shí)空矢量圖E 0AI A?功率交換： Fa與 Ff 同相位，電機(jī) 僅輸出容性無(wú)功功率 到電網(wǎng)（ P=0， Q0）。 ?電樞反應(yīng)性質(zhì)： Fa與 Ff 同相位， Fa 作用在直軸，是 直軸助磁電樞反應(yīng) 。 有功為零，向電網(wǎng)輸出感性無(wú)功 補(bǔ)償機(jī) 當(dāng) Ψ = π /2時(shí)， Fa與 Ff同相位 有功為零，向電網(wǎng)輸出容性無(wú)功 直軸 交軸 A相相軸 Fa Ff1 E0 I Ψ Fa Fa Fa I I I ?小結(jié) Ψ=0～ π/2 發(fā)電機(jī) / 過(guò)勵(lì) Ψ=π/2 ～ π 電動(dòng)機(jī) / 過(guò)勵(lì) Ψ=π/2～ 0 發(fā)電機(jī) / 欠勵(lì) Ψ=π ～ π/2 電動(dòng)機(jī) /欠 勵(lì) Ff1超前 Fa時(shí)，為發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài) Ff1滯后 Fa時(shí)，為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài) Fad Fad與 Ff1同方向時(shí)，助磁，為欠勵(lì)狀態(tài) Fad與 Ff1反方向時(shí)，去磁，為過(guò)勵(lì)狀態(tài) N Sdq 軸n時(shí)軸IE 0F a? a圖12 2 2 ?? 0、9 0、 90 時(shí)的電樞反應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)子電流的作用dE 0q 軸時(shí)軸? a F a IN nSdINnF a ? a時(shí)軸q 軸E 0S?電樞反應(yīng)是傳遞能量的關(guān)鍵 空載時(shí) 定子繞組開(kāi)路 → I=0（ Fa=0） → 無(wú)電樞反應(yīng) → 不傳遞能量 負(fù)載時(shí) I≠0(Fa ≠ 0)→ 存在電樞反應(yīng) → 有能量傳遞 (隨負(fù)載變化 ) 結(jié)論 ?電樞反應(yīng)是能量傳遞的關(guān)鍵 ?提高原動(dòng)機(jī)輸入可以提高發(fā)電機(jī)輸出功率，并保持 n1不變 T1↑→P↑、 Q↓ ?提高轉(zhuǎn)子 If可以提高發(fā)電機(jī)無(wú)功功率輸出，并保持端電壓不變 If ↑→P不變 、 Q ↑ 課時(shí)小結(jié) 1. 電樞反應(yīng) 的概念？?jī)纱艌?chǎng)？三個(gè)角？四個(gè)軸？ (重點(diǎn) ) 2. 任意角度電樞反應(yīng)的分析（畫(huà)負(fù)載時(shí)空矢量圖）？ (重點(diǎn) ) 3. 根據(jù) ψ判別同步電機(jī)的運(yùn)行方式 ？ (重點(diǎn) ) 4. 電樞反應(yīng)是能量傳送的關(guān)鍵？ 167。此時(shí)，應(yīng)先求出作用在主磁路上的合成磁動(dòng)勢(shì) F，然后利用電機(jī)的磁化曲線 (空載曲線 ) 求出負(fù)載時(shí)的氣隙磁通 及相應(yīng)的氣隙電動(dòng)勢(shì) Φ?E?fFFaaFk?? ?E167。 ?s inaad FF ?? ??c o saaq FF ?? ?? ? ? ? cos sin I I I I q d ?注意： Fad和 Faq都是正弦波，但由于氣隙不均勻，所以其對(duì)應(yīng)的磁密波不是正弦波 Fad正弦波 Bad尖頂波、 Bad1正弦波 Faq正弦波 Baq馬鞍波、 Baq1正弦波 二、電路方程和等效電路 fIfF0?? 0?E?EadE?ad??adFaF?Iaq??aqE?aqF??E?????? XIjarI??物理過(guò)程： aR?I?U?X?定子側(cè)電路方程 ?等效電路 aqdaqaddadXIjEXIjE....????三、直、交軸電樞反應(yīng)電抗和同步電抗 dwad IkPNmF12??dwdaddad IkPmNkkkFkB10012 ??????????? ????? lB ada 12?ddwawad IPklkkm f Nf NkE )4( 2 1201 ????? ????72121016:??????Pklkkm f Nx dwad直軸電樞反應(yīng)電抗dadad IjxE ?? ???直軸電樞反應(yīng)電抗 qwaq IkPNmF12??qwqaqqaq IkPmNkkkFkB10012 ??????????? ????? lB aqa 12?qqwawaq IPklkkm f Nf NkE )4( 2 1201 ????? ????72121016:??????Pklkkm f Nx qwaq交軸電樞反應(yīng)電抗qaqaq IjxE ?? ???交軸電樞反應(yīng)電抗 ?交、直軸同步電抗
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