第6章2同步电机的运行原理.ppt

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1、6.2同步电机的运行原理同步发电机空载运行同步电机的电枢反应隐极同步发电机的负载运行凸极同步发电机的负载运行一、同步发电机空载运行同步发电机空载运行是指同步发电机被原动机拖动到同步转速，转子励磁绕组通入直流励磁电流而定子绕组开路时的运行工况。1.空载感应电动势的大小与频率基波电动势：E0=4.44fNkN1Φ0n速旋转主磁通Φ0漏磁通Φfσ定子感应电势eabcn感应电势励磁电流磁动势2.空载电动势与励磁电流的关系电机磁路的饱和系数当转子以恒定转速n旋转时，为磁路的磁化特性与曲线相似(成比例)3.相位关系若转子以恒定速度旋转，取转子与某相相轴

2、相交时作参考，励磁电流If磁动势Ff(基波分量)随转子旋转角速度ω相轴直轴(d轴)oω时轴与定子某相交链磁通不计磁滞效应选取相轴为时轴n用空间矢量表示同相位感应电动势可以用时间向量表示为二、同步电机的电枢反应IfFf随转子旋转转速为n基波E0（）接三相对称负载三相对称电流iabc(f)旋转磁势基波(电枢磁势)大小转速方向与转子同向与在空间相对静止，联合建立气隙磁场BδФδ电枢绕组感应电动势Eδ电枢反应：电枢电流产生的磁动势对励磁磁场的影响1.定义2.电枢反应的性质当取任一相绕组轴线作为时间参考轴，设三相对称负载时，相电流I滞后于相角。若在t

3、＝0时，转子励磁磁动势正向轴线（d轴）超前参考相轴线90o（电角度），则各时－空矢量如图所示。根据交流电机绕组理论磁动势原理，电枢三相电流产生的合成旋转磁动势基波矢量与重合。(1)ψ=0o时(负载为纯阻性)Fa=Faq,与Ff1正交，为交磁性质(2)ψ=90o时(负载为纯感性)Fa=－Fad,与Ff1反向，为去磁性质(3)0<ψ<90o时(负载为感性)FaFad，与Ff1反向，去磁性质Faq，与Ff1正交，交磁性质(4)－90o<ψ<0o时(负载为容性)FaFad，与Ff1同向，助磁性质Faq，与Ff1正交，交磁性质(1)隐极同步电机3.分

4、析方法不饱和时，求出气隙均匀，处于任意位置上，产生的气隙磁场Ba大小相同，故可直接由：(2)凸极同步电机－双反应理论凸极电机气隙不均匀，处于不同位置，产生的气隙磁场Ba不同，处于d，q轴上时，分别产生出如图所示的磁动势：双反应理论：当处于任意位置且不计饱和时：分解或分解气隙合成磁场：三、隐极同步发电机的负载运行假设条件：不考虑饱和转子励磁电流定子三相电流不考虑饱和1.电路图If三相对称取一相分析Xa：电枢反应电抗，Xσ：漏电抗Xt：隐极同步电机的同步电抗2.相量图考虑饱和时，求解方法：先求合成磁势（折算到励磁磁势），再利用空载特性（磁化曲线

5、）求四、凸极同步发电机的负载运行1.不计饱和与隐极同步电机相似，可以得到一相等效电路为：Xd=Xσ+XadXq=Xσ+Xaq由得到：四、凸极同步发电机的负载运行2.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动势来决定，即交、直轴各自的合成磁动势及感应电动势可分别根据实际饱和情况由空载特性求取。