同步发电机气隙对其稳定性与有功功率影响研究

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1、第43卷第15期电力系统保护与控制V_01．43No．152015年8月1日PowerSystemProtectionandControlAug．1，2015同步发电机气隙对其稳定性和有功功率影响的研究曹帅，张清枝(1．郑州大学电气工程学院，河南郑州450001；2．新乡学院机电工程学院，河南新乡453003)摘要：为研究同步发电机的稳定性和有功功率，利用凸极同步发电机的时空矢量图推导出其电枢反应的电动势平衡方程。在此基础上，通过DDSZ．1型凸极同步发电机接入三相对称负载的运行特性的实验结果，分析研究其转

2、子磁路的结构对运行稳定性的影响，得出如果转子气隙较小则并联运行时发电机的稳定度较差，反之则稳定性较好的结论。最后利用同步发电机功角时空矢量图，推导出其电磁功率计算公式，并得出转子气隙对有功功率的影响，即在空间范围内各方向等比例增大转子气隙可以增加电机输出的有功功率。关键词：时空矢量图；同步电抗；功角；稳定性；有功功率Researchofinfluenceofsynchronousgeneratorair-gaponstabilityandactivepowerCAOShuai，ZHANGQingzhi。(1

3、．CollegeofElectricalEngineering，ZhengzhouUniversity,Zhengzhou450001，China；2．CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，XinxiangUniversity,Xinxiang453003，China)Abstract：Tostudythestabilityandactivepowerofthesynchronousgenerator,thispaperdeducestheelectromo

4、tiveforcebalanceequ~ionofitsarmaturereactionbyuseofitstime&spacevectordiagram．BasedOnthis．throughtheresukoftheoperationcharacteristicsexperimentofDDSZ——1salientpolesynchronousgeneratorconnectedtothethree-phasesymmetricalload，itanalyzestheinfluenceofitsroto

5、rmagneticcircuitstructureonoperationstability,anddrawstheconclusionthatthesmallertherotorair-gapisthepooreritsstabiliofparalleloperation，viceversa．Finally,withsynchronousgeneratorpowerangleoftimeandspacevectordiagram，itselectromagneticpowercalculationformu

6、laandtheinfluenceoftherotorair·gapona~ivepowerarededuced，i．e．increasingtherotorair-gaptoeachspacedirectionproportionallycanincreaseitsactivepower．Keywords：timeandspacevectordiagram；synchronousreactance；powerangle；stability；activepower中图分类号：TM341文献标识码：A文章编号

7、：1674-3415(2015)15．0091-05为有效、最为简便易行的方法之一[5-8]。0引言目前，转子的类型主要有笼型转子、绕线型转同步电机作为交流电机的一种，可以用作发电子、ALA磁阻转子、凸极转子和凸极加笼条转子等机、电动机或调相机。在作为发电机使用时，由于结构。其中凸极加笼条转子是在凸极转子基础上，其具有转速恒定不变、运行效率高等优点，得到了加上短路笼条，依靠磁场的不对称性来产生椭圆形广泛应用。随着电力工业的迅速发展，电力系统的旋转磁动势，来完成转子磁极数的转换。本文通过规模日益庞大和复杂，同

8、步电机的静态稳定性和输DDSZ．1型凸极同步电机的空载试验[9-10】、短路试验出有功功率的问题越来越受到重视。近年来，国内以及静态稳定性测试的研究分析，说明了转子磁路外学者对此开展了一系列研究，并取得了若干重要结构对同步发电机有功功率和静态稳定性的影响关成果[_4]。系。在现代工业生产中，同步发电机输出的有功功1凸极同步发电机基本理论率和稳定性一直是电机生产当中普遍关注的问题，在诸多改善发电机稳定性、提高有效功