ch16 同步发电机的稳态运行特性及

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1、第十六章同步发电机的稳态运行特性及参数的测定9/9/20211本章主要内容第一节空载特性、短路特性、不饱和同步电抗和短路比的求取第二节零功率因数负载特性及漏电抗的求取第三节稳态参数的实验测定第四节同步发电机的运行特性第五节同步发电机电压调整率及额定励磁电流的求取9/9/20212稳态运行特性曲线是确定电机主要参数、评价电机性能的主要依据。稳定运行时的主要变量：电压U、电枢电流I、励磁电流If和功率因数cos。当其中两个量保持常数，另外两个量之间的关系称为运行特性。概述稳态运行：电机转速保持额定（）供给三相对称负载的一种稳态运行情况。9/9/202

2、13基本特性：稳态运行时，同步发电机的端电压U，电枢电流I，励磁电流If及功率因数cos之间的函数关系。概述9/9/20214同步发电机的五个基本特性空载特性短路特性负载特性外特性调整特性表征同步电机特性的主要参数有：同步电抗漏抗。9/9/20215同步发电机的基本特性同步电机的基本特性常用标么值来表示。定子相电压：额定相电压。定子相电流：额定相电流。功率：标么值表示时，基准值的选取：励磁电流：当空载时时的If9/9/20216第一节空载特性、短路特性、不饱和电抗和短路比的求取一.空载特性实验测定可通过计算或试验。由于磁滞现象，上升和下降的磁化曲线

3、不重合，一般规定采用下降曲线来表示空载特性，约从1.3UN对应的励磁电流逐步减小而得到的下降曲线。9/9/20217If=0时有剩磁电动势。将曲线延长与横轴相交，取交点与原点的距离△if0为校正值。将实测曲线整体右移得到工程中适用的校正曲线，即过原点的曲线为空载特性曲线。空载特性曲线9/9/20218短路特性：同步发电机保持额定转速下，定子三相绕组的出线端持续稳态短路时，定子相电流（即稳态短路电流）与励磁电流的关系。同步发电机的短路特性9/9/20219同步发电机的短路特性短路实验实验步骤：①电枢三相绕组出线端短路。②原动机拖动转子至同步速度，③调励

4、磁电流If，使定子短路电流I由零升至1.2IN左右，记下对应的定子短路电流和励磁电流。④画出曲线。同步发电机电枢直接短路，短路电流的大小如何？短路特性曲线是什么形状？9/9/202110短路实验接线图短路特性同步发电机的短路特性9/9/202111短路时，限制短路电流的只有发电机的同步阻抗，忽略电枢电阻只考虑同步电抗，短路电流可认为纯感性。短路时的等效电路短路时的相矢图同步发电机的短路特性9/9/202112结论：短路时，定子回路阻抗由纯电感组成，故短路电流Ik滞后900，此时电枢反应纯去磁。实验结果及分析（以凸极机为例）同步发电机的短路特性9/9/

5、202113短路特性曲线为直线。气隙磁势很小→气隙电势很小，整个电机的磁路处于不饱和状态，则有：短路时，定子回路阻抗由纯电感组成，故短路电流Ik滞后900，此时电枢反应纯去磁。同步发电机的短路特性9/9/202114I0INIfKIf短路特性曲线短路特性曲线是一条直线。原因：定子绕组短路时，端电压为零，限制短路电流的是发电机内部阻抗。由于定子绕组电阻远小于同步电抗，所以短路电流可认为是纯感性，即。电枢磁动势是起去磁作用的直轴磁动势，气隙合成磁动势很小，所产生的气隙磁通也很小，磁路处于不饱和状态，所以短路特性是一条直线。同步发电机的短路特性9/9/20

6、2115由于此时气隙磁势不饱和，xd为不饱和值:短路的等效电路xd不饱和值的求取当发电机三相对称短路时，磁路处于不饱和状态，由短路电流引起的同步电抗压降恰和励磁电势相等：9/9/202116同步电抗简单测量方法：原动机带动同步发电机在同步转速下运转，测其开路和短路特性。在同一坐标纸上绘制成曲线，并作出气隙线。选一固定的If，求对应的短路电流Ik和对应于气隙线上的电势E0，则同步电抗可按下式求得：xd(不饱和)=E0/Ikxd不饱和值的求取0IfIf0空载特性气隙线IfN短路特性9/9/202117标么值xd的不饱和值的求取0IfIf0空载特性气隙

7、线IfN短路特性9/9/202118空载电势等于额定电压时的励磁电流称空载额定励磁电流Ifo，在励磁电流为If0时做三相稳定短路试验测得的短路电流为Ik，与额定电流IN之比叫短路比Kc。312UIIfIf0IfnIkINUNE0'0IfN为短路特性Ik=IN时的励磁电流。短路比的确定9/9/202119利用发电机的空载特性与短路特性求xd的不饱和值和短路比短路比的确定9/9/202120短路比又可定义成：空载时使空载电压为额定值的励磁电流If0与短路时使短路电流为额定值的励磁电流IfN的比值。短路比与不饱和电抗的关系短路比的确定Ks：空载电压为额定值

8、时电机的饱和系数，若磁路不饱和，Ks=1。9/9/202121结论：短路比等于不饱和直轴同步电抗标么值的倒数