21同步发电机数学模型及运行特性

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1、(2-1)=L'cos(5+

2、是一种交流电机，主要做发电机用，也可做电动机用，一般用于功率较大，转速不要求调W的生产机械，例如大型水泵，空压机和矿井通风机等。近年由于永磁材料和电子技术的发展，微型同步电机得到越来越广泛的应用。同步电动机的特点之一足稳定运行吋的转速n与定子电流的频率fl之间冇严格不变的关系，即M步电动机的转速n与旋转磁场的转速⑴相“M步”之名由此而来，同步发电机是电力系统中的电源，它的稳态特性与暂态行为在电力系统中具有支配地位。虽然在电机学屮己经学过同步电机，但那时侧重于基本电磁关系，而现在则从系统运行的角度审视发电机组。1.同步发电机的相最图设发电机以滞识功率

3、因数运行，三相同步发电机正常运行吋，定子某一相空载电势Eq，输出电压或端电压U和输出电流I间的相位关系如图2-1所示。S是Eq领先U的角度，沪称为功角，是功率因数角，即U与T的相位差，Eq与q轴（横轴或交轴）東合，d为纵轴或直轴。U和I的d、q分量为：fL；=LTcos(5jl；=Lrsin

4、步发电机稳态数学模型理想电机假设：1）电机铁心部分的导磁系数为常数：2）电机定子三相绕组完全对称，在空间上互差120度，转子在结构上对本身的直轴和交轴完全对称；3）定子电流在空气隙中产生正弦分布的磁势，转子绕组和定子绕组间的互感磁通也在空气隙中按正弦规率分布；4）定子及转子的槽和通风沟不影响定子及转子的电感，即认为电机的定子及转子其有光滑的表而。同步电动机是一种交流电机，主要做发电机用，也可做电动机用，一般用于功率较大，转速不要求调W的生产机械，例如大型水泵，空压机和矿井通风机等。近年由于永磁材料和电子技术的发展，微型同步电机得到越来越广泛的应用。

5、同步电动机的特点之一足稳定运行吋的转速n与定子电流的频率fl之间冇严格不变的关系，即M步电动机的转速n与旋转磁场的转速⑴相“M步”之名由此而来，同步发电机是电力系统中的电源，它的稳态特性与暂态行为在电力系统中具有支配地位。虽然在电机学屮己经学过同步电机，但那时侧重于基本电磁关系，而现在则从系统运行的角度审视发电机组。1.同步发电机的相最图设发电机以滞识功率因数运行，三相同步发电机正常运行吋，定子某一相空载电势Eq，输出电压或端电压U和输出电流I间的相位关系如图2-1所示。S是Eq领先U的角度，沪称为功角，是功率因数角，即U与T的相位差，Eq与q轴（

6、横轴或交轴）東合，d为纵轴或直轴。U和I的d、q分量为：fL；=LTcos(5jl；=Lrsin

7、上式变为(2-8)此即表示隐极式同步发电机的方程，由此即可作出它的等值电路和相量图，如图2-2所示（a）等值电路（b）矢量图图22隐极式同步发电机等位电路和矢量图凸极式同步发电机（水轮发电机），把电枢反应磁势分解为d轴及q轴两个分呈，d轴电枢反应磁势的位置阀定在转子d轴上，q轴电枢反应磁势的位罝阎定在转子q轴上，从而解决了合成磁势遇到的不同气隙宽度的困难。D轴及q轴电枢反应磁势所产生的气隙磁通密度里不足正弦形（气隙不均匀），但由丁•磁路的对称性，其基波轴线仍分别处在d轴及q轴线上，从而可以用叠加定理求取合成电势。因气隙不均匀，直轴和交轴同步电抗不相

8、等，只能用式（2-7）农示，为便于计算，定义了一个与Eq同相的虛构电势EQ，发电机电压方程为卉-加一&）4一（厂+AV(2