【正文】 二、電壓調(diào)整率 %1 000 ????NNUUEU School of Electrical and Engineering , Jiangsu University 三、調(diào)整特性 調(diào)整特性 ：當(dāng) n＝ nN， U＝常數(shù)， cosφ ＝常數(shù)時(shí)， 勵(lì)磁電流 If和負(fù)載電流 I的關(guān)系曲線 If＝ f（ I）。 68 同步發(fā)電機(jī)的并聯(lián)運(yùn)行 School of Electrical and Engineering , Jiangsu University 并聯(lián)合閘的條件 : ? 發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)連接的相序應(yīng)相同； ? 發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)的頻率應(yīng)相同； ? 發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)的電壓波形應(yīng)相同； ? 發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)電壓的大小和相位相同； School of Electrical and Engineering , Jiangsu University 投入并聯(lián)進(jìn)行的調(diào)節(jié)和操作過程稱為 同步過程 。 分交叉接法和直接接法 School of Electrical and Engineering , Jiangsu University 直接接法（燈滅法） ① 通過調(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，燈光應(yīng)表現(xiàn)為明暗交替。 依靠電機(jī)的自整步作用， 將電機(jī)牽入同步。 需要注意的是： 勵(lì)磁繞組必須通過一限流電阻短接。 自同步法的優(yōu)點(diǎn) ：操作簡單，方便快捷； 缺點(diǎn) ：合閘時(shí)有沖擊電流。 69 功角特性 PM＝ f（ δ ） 當(dāng)忽略電樞繞組損耗時(shí)， 2 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??????? ? ? ? ?? ? ? ???0c ossinddqqEUIxUIx?????20 11sin ( ) sin 22M d q dEU UP m mx x x??? ? ?I?dI?qI?U?0E?qqjI xddjI x? ???QE?qjIxR Q School of Electrical and Engineering , Jiangsu University 20 11sin ( ) sin 22M d q dEU UP m mx x x??? ? ?對(duì)于隱極機(jī)， Xd＝ Xq＝ Xs，只有基本電磁功率 0 s inMsEUPmx??基本電磁功率 附加電磁功率 原因： 凸機(jī)極電機(jī)直軸和交軸位置的磁阻不一樣，電樞磁密矢量 Ba與磁勢磁勢 Fa不重合 School of Electrical and Engineering , Jiangsu University 功角的時(shí)空概念 在時(shí)間上：端電壓（ U與 E相位基本相同 ）和勵(lì)磁電動(dòng)勢 E0之間的相位差 在空間上：合成磁場軸線與轉(zhuǎn)子磁場軸線之間夾角。 功角 ?為正值時(shí)，為發(fā)電機(jī)運(yùn)行。 I?dI?qI?U?0E?qqjI xddjI x? ???QE?qjIxR Q 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 ?? ?2111( ) s i n 22 qdUTmxx????凸極機(jī)附加轉(zhuǎn)矩 School of Electrical and Engineering , Jiangsu University 附加轉(zhuǎn)矩（磁阻轉(zhuǎn)矩） ? 當(dāng)轉(zhuǎn)子軸線與旋轉(zhuǎn)磁極的軸線 重合 ， 只有徑向磁拉力 ， 無切向磁拉力， 轉(zhuǎn)子無電磁轉(zhuǎn)矩； ? 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一定角度，旋轉(zhuǎn)磁場磁通力圖通過磁阻最小的路徑， 氣隙磁場扭曲， 旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子間 除了徑向力， 還有切向力， 形成電磁轉(zhuǎn)矩 。 School of Electrical and Engineering , Jiangsu University MPT、?電動(dòng)機(jī) 發(fā)電機(jī) MP MP?MP??凸極機(jī) 功角特性 20 11sin ( ) sin 22M d q dEU UP m mx x x??? ? ??電動(dòng)機(jī) 發(fā)電機(jī) 隱極機(jī) MPT、 School of Electrical and Engineering , Jiangsu University 過載能力 過載能力：最大電磁功率與額定功率的比值。~40186。 610 有功功率調(diào)節(jié)和靜態(tài)穩(wěn)定 ? 同步電機(jī)空載運(yùn)行，不輸出有功功率， 0 , 0 , 0MPT? ? ? ?? 增加原動(dòng)機(jī)輸入功率， 轉(zhuǎn)子加速， 轉(zhuǎn)子磁勢 Ff超前合成磁場， 電機(jī)向電網(wǎng)輸出一定的有功功率。 ?,MPT090fF??B?0E?sjIxU?aI?U??B?fF?0E?sjIxaI? School of Electrical and Engineering , Jiangsu University 穩(wěn)定 不穩(wěn)定 一、有功功率的調(diào)節(jié) 2 1 0MP P P? ? ?功 率 平 衡 P電機(jī)的極限功率 1． 空載時(shí) ： P2=PM=0 P1=P0，處于平衡狀態(tài) δ=0 2． 增加機(jī)械功率輸入 ： P1P0， P1P00 過渡過程 ：電機(jī)加速，轉(zhuǎn)子磁場位置將超前合成磁場， δ＞ 0 隨著 δ 增加， P2=PM0增加，當(dāng)達(dá)到 P1P0=PM時(shí)，電機(jī)加速過程結(jié)束 穩(wěn)定運(yùn)行 ：轉(zhuǎn)化來的電磁功率，使 輸出有功功率 P2 發(fā)電機(jī)內(nèi)部 自動(dòng)改變位移角 ，相應(yīng)改變電磁功率和輸出功率， 達(dá)到新的功率平衡） P1P0 ?PM School of Electrical and Engineering , Jiangsu University 二、靜態(tài)穩(wěn)定 擾動(dòng) —— 發(fā)電機(jī)輸入功率的微動(dòng) 靜態(tài)穩(wěn)定 —— 瞬時(shí)擾動(dòng)消除后繼續(xù)保持原來的平衡運(yùn)行狀態(tài) 1 0 a b Ma P P? ? ?? ? ? ? ? ?點(diǎn) ： ， 轉(zhuǎn) 子 加 速 ， ，10MbbaP P P? ? ???? ? ?擾 動(dòng) 消 失 后 ， ， 轉(zhuǎn) 子 減 速， 達(dá) 到 原 有 的 功 率 平 衡ad點(diǎn)正常工作點(diǎn)點(diǎn)靜態(tài)不穩(wěn)定 School of Electrical and Engineering , Jiangsu University 對(duì)隱極電機(jī)：當(dāng) δm＝ 900， 電磁功率和電磁轉(zhuǎn)矩達(dá)到最大值。 靜態(tài)穩(wěn)定區(qū)域 00δδm 結(jié)論：處于功角特性的曲線上升部分的工作點(diǎn)，是靜態(tài)穩(wěn)定的， 0MdPd? ? School of Electrical and Engineering , Jiangsu University 010c osc ossy nsMsy nsEUdTTmdxEUdPPmdx?????????隱極機(jī)： 凸極機(jī)： 201111c o s ( ) c o s 2s y nd q dEU UT m mx x x??? ? ???20 11c o s ( ) c o s 2s y nd q dEUP m m Ux x x??? ? ?整步功率（轉(zhuǎn)矩）系數(shù)： 表示同步電機(jī)抗干擾保持穩(wěn)定運(yùn)行能力的強(qiáng)弱。 611 無功功率調(diào)節(jié)和 V形曲線 以忽略電樞電阻和磁飽和影響的隱極機(jī)為例 。 ? 勵(lì)磁增大， E0增大， I增大，并落后于電壓，發(fā)電機(jī)輸出滯后的無功功率；發(fā)電機(jī)處于“過勵(lì)”狀態(tài)； ? 勵(lì)磁減小， E0減小， I增大， 但超前電壓， 發(fā)電機(jī)輸出超前的無功功率；發(fā)電機(jī)處于“欠勵(lì)”狀態(tài)； ? 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。 ? 每一條 V形曲線的最低點(diǎn)， 表示 ， 相應(yīng)的勵(lì)磁狀態(tài)為正常勵(lì)磁。 ? 輸出功率的增大， 曲線往上移。 當(dāng)過激時(shí)，電樞電流是滯后電流，發(fā)電機(jī)輸出感性無功功率。 School of Electrical and Engineering , Jiangsu University 思考題 發(fā)電機(jī)的定子電流的功率因數(shù)的確定 ，由負(fù)載阻抗決定 ，負(fù)載由電網(wǎng)供給，發(fā)電機(jī)擔(dān)負(fù)的有功由其原動(dòng)機(jī)的功率大小決定；擔(dān)負(fù)的無功功率決定于發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，過激時(shí)功率因數(shù)滯后，欠激時(shí)超前。 612 同步電動(dòng)機(jī)和同步調(diào)相機(jī) 同步電動(dòng)機(jī)作為一種恒速電動(dòng)機(jī)廣泛用以拖動(dòng)大容量恒速機(jī)械。 School of Electrical and Engineering , Jiangsu University 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妱?dòng)機(jī)的過程 N0 S N S0 n T1 T N0 S S0 N n T1 N0 S S0 N n T TZ 發(fā)電機(jī)狀態(tài) 電動(dòng)機(jī)狀態(tài) 當(dāng)同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)橥诫妱?dòng)機(jī)時(shí)功率角、電磁轉(zhuǎn)矩和電磁功率由正值變?yōu)樨?fù)值， 機(jī)電能量轉(zhuǎn)換過程發(fā)生逆變。 U?aR ?X?E?I?U?aR sX0E?I?隱極同步電機(jī)的等效電路圖： School of Electrical and Engineering , Jiangsu University U?I?qE? 0E? ?E?A B C dE?按規(guī)定的參考正方向， 電壓方程為： 000 ( ) d a d q a q ad a d q a q d q ad d q q aU E jI x jI x jI x I rE jI x jI x j I I x I rE jI x jI x I r??? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ?a d a d a d da q a q a q qE F IE F I? ? ? ?? ? ? ?a d d a da q q a qE jI xE jI x??0 a d a q aU E E E E I r?? ? ? ? ?Xd：直軸同步電抗； Xq：交軸同步電抗 （ XdXq） 凸極機(jī)的電壓方程 School of Electrical and Engineering , Jiangsu University 同步電動(dòng)機(jī)的相量圖 0 asU E Ir jIx? ? ?隱極同步機(jī)： I? U?0E?aIrsjIx凸極同步機(jī)： 0 d d q q aU E jI x jI x I r? ? ? ?I? U?0E?aIrdI?qI?qqjI xddjI x?????? School of Electrical and Engineering , Jiangsu University 二、 同步電機(jī)的功角特性 一、功角特性和矩角特性： （ 1）功率平衡式 同步電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)， 定子從電網(wǎng)吸收電功率，轉(zhuǎn)子軸上輸出機(jī)械功率。工作特性指 U和 If為常數(shù) 時(shí)， T、 I、 cos?、 ?、 n等與輸出功率 的關(guān)系。 同步電動(dòng)機(jī)的有功功率調(diào)節(jié)，取決于總負(fù)載轉(zhuǎn)矩的變化 ， 電動(dòng)機(jī)自動(dòng)改變 δ角， 調(diào)整從電網(wǎng)吸收的有功功率。 在恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行時(shí)，忽略電樞繞組損耗， 有 01112s inc o ssMEUT m CxP P m U I C?????? ? ?當(dāng)磁路不飽和， U、 Xs不變 0 si nc osEI????常 數(shù) ，常 數(shù) 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???I???0E??? School of Electrical and Engineering , Jiangsu University ? 電流與電壓同相時(shí)， ?＝ 0， cos ?＝ 1，電動(dòng)機(jī)吸收有功，電流最小， “正常勵(lì)磁”。 0E? U?調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流的現(xiàn)象 School of Electrical