同步发电机对称运行时的特性ppt课件.ppt

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1、第十七章同步发电机对称运行时的特性operatingcharacteristicofsynchronousgenerator主要内容：1.空载特性、短路特性、负载特性（曲线）2.测定同步电抗、计算短路比、测定漏抗3.外特性与调整特性4.电压变化率分析1同步电机的特性分析基础对称运行：指电机转速为额定值且保持恒定，并供给三相对称负载时的一种稳态运行方式主要变量：电压U、电枢电流I、激磁电流If和功率因数cos主要参数：同步电抗xs、xd、xq及漏抗xσ217-1同步发电机的基本特性2、短路特性：4、外特

2、性：3、负载特性:5、调整特性：区别不同的条件、参数间关系1、空载特性：3标幺值计算时的基值定子侧电压基值——额定相电压电流基值——额定相电流容量功率基值——电压基值*电流基值阻抗基值——电压基值/电流基值转子侧转子电流基值——空载电势为额定相电压时的激磁电流417-2对称负载时隐极同步发电机的方程式、相量图及等效电路图假设条件：不考虑饱和隐极发电机的电磁过程51.列定子回路电势方程式oO’62、相矢量图假设已知U，I及角，求①作，②(、)均与同向③、分别滞后、E0，I之间的夹角为7(7)矢

3、量部分：Ff超前E0900，8XsRaRaXsj9隐极发电机的等效电路：Raxs只要去掉Ra即可得到简化等效电路10隐极发电机的相量图已知发电机的端电压、负载电流和功率因数cosφ及参数Ra、xsφψδ当功率因数cosφ滞后时的相量图sRa11二、磁路不饱和1217-3对称负载时凸极同步发电机的方程式及相量图凸极发电机的电磁过程13一、不计饱和时相量图1电压方程oO’14oO’15凸极发电机的电势方程式其中：16d轴2、相量图但在实际应用中,E0，未知无法分成已知、如何确定相位，即如何求出

4、1)、思路：由R点做垂线，交于Q，则RQ与水平线间锐角为RQ172)、方法：假设已知U，I及角、Xd，Xq求（1）作，q轴3)、计算：4)功角：与的夹角所在的方向q轴，确定18凸极发电机的相量图已知发电机的端电压、负载电流和功率因数及参数Ra、xd、xq。1、已知内功率因数角ψ按照电势方程式的关系作出相量图2、未知内功率因数角ψ1）利用方程式求出ψ：2）利用公式求出ψ：19二.考虑饱和计及饱和后，叠加原理不能应用，气隙合成磁场由合成磁势来决定，即交、直轴各自的合成磁势及感应电势可分别

5、根据实际饱和情况由空载特性求取。2017-4同步发电机的短路特性，同步电抗和短路比的求取一、短路特性短路实验接线图n=nN，U=0(三相稳态短路)时,短路电流Ik与励磁电流If的关系Ik=f(If)211、实验步骤：①电枢端三相短路；②原动机拖动转子至同步速度，③调If，使I由零升至1.2IN左右④画出22XsRaI0INIfKIf短路特性曲线隐极同步电机原理图短路特性曲线为什么是一条直线？23相矢图凸极同步电机忽略绕组电阻ra24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

6、纯去磁且综合(1)(2)所以短路特性为直线气隙电势很小，气隙磁势很小，整个电机得磁路处于不饱和状态，则有25忽略绕组电阻ra短路运行时，Ik滞后于E090o电角度，y=90o，交轴分量Iq=0，电枢反应为纯去磁作用。去磁作用减少了电机中的磁通，磁路处于不饱和状态电枢磁势Fa正比于电枢电流I=Ik，短路特性是一直线26Xd二、Xd不饱和值的确定三相对称短路时，由短路电流引起的同步电抗压降恰和励磁电势相等：由于此时气隙磁势不饱和，Xd为不饱和值:27312UIIfIf0IfkIkINUNE0'0在给定If

7、下，由空载特性及短路特性即可求出因为：此时不饱和，故而用气隙线3及短路特性2求取：28三、短路比及其确定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Ik，与额定电流IN之比叫短路比Kc：（如下图）312UIIfIf0IfkIkINUNE0'0Ifk为短路特性Ik=IN时的励磁电流29312UIIfIf0IfkIkINUNE0'0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Ifk的比值。短路

8、比与不饱和电抗的关系30Kc是同步发电机一个重要的性能、经济指标当Kc小时，ku小，Xd大△U大，稳定性差气隙小，造价低，经济性好当Kc大时，Xd小，气隙大，电机性能好，造价高。Ks：空载电压为额定值时电机的饱和系数，若磁路不饱和，Ks=131分析：短路比大，则同步电抗小，负载变化时发电机的电压变化就小，并联运行时发电机的稳定度较高；设计上，电机气隙较大，转子的额定激磁磁势和用铜量增大。短路比小，同步电抗大，负载变化时发电机的电压变化就大—