CH15 三相同步发电机的运行原理.ppt

* * 实际应用中，一般已知发电机输出端的电压和电流，E0，?未知，电流 无法分成 和 。 已知 、 如何确定 相位，即如何求出?? 凸极同步发电机的相量图 * ? ? ? d轴 R Q ? 凸极同步发电机的相量图 思路：由R点做 垂线，交于Q，则RQ与水平线间锐角为? * ? ? ? d轴 已知 、 如何确定 相位，即如何求出? R Q ? 凸极同步发电机的相量图 相量 和 相互垂直， 所以相量 与 同相，把上式右边合成就能找到 的位置。 * ? ? ? d轴 作图步骤 ? 凸极同步发电机的相量图 * 相量图作图方法：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? * （1）作 ， 计算?： 功角? ： 与 的夹角 所在的方向q轴，确定? 凸极同步发电机的相量图 * 凸极发电机的相量图 已知发电机端电压、负载电流和功率因数及参数ra 、xd、xq 。 1、已知内功率因数角 按照电势方程式的关系作出相量图。 2、未知内功率因数角 利用公式求出ψ： * 二.考虑饱和 实际同步电机，交轴气隙较大，交轴磁路可认为不饱和，直轴磁路则要受饱和的影响。 近似认为直轴和交轴的磁场相互无影响，可利用双反应理论，即交、直轴各自的合成磁动势及感应电动势分别根据实际饱和情况由空载特性求取。 * 其中F?d、F?ad、F?aq均为折算到励磁绕组的等效励磁磁动势。用F?d和F?aq查空载特性得Ed和Eaq，则电枢任一相的电动势平衡方程式为 二.考虑饱和 * 由于交轴气隙大，磁路仍设想为线性，则上式改写为 考虑饱和时凸极同步发电机的相矢图 二.考虑饱和 * 同步电机漏电抗反映的是什么？电枢反应电抗又反映的是什么？ 同步电抗、电枢反应电抗和漏电抗大小关系怎样？ 如何确定凸极同步电机内功率因数角？ 思 考 * 本章内容结束 * 1.磁路不饱和时隐极同步发电机的电磁过程 电枢反应电势： 定子漏电势： * 根据基尔霍夫定律，一相回路电压方程式： 同步发电机各物理量正方向的规定 1.磁路不饱和时隐极同步发电机的电磁过程 电势方程（三相对称，讨论一相） * 其中 U——定子绕组的端电压， I——定子电流， ra——定子绕组的电阻。 1.磁路不饱和时隐极同步发电机的电磁过程 电势方程 * 电枢反应电抗 设定子电流有效值为I，则产生的三相合成电枢反应磁势的幅值为： 其中N:每相串联匝数 2.电枢反应电抗与同步电抗 电枢反应磁通： ：电枢反应磁通回路上的磁导。 * 电枢反应电势： 隐极机不计饱和，不计齿槽影响，气隙均匀，故?m 为常数，（?a 在定子上感应电势） 故有： 电枢反应电抗 2.电枢反应电抗与同步电抗 * 引入比例系数： 比例系数xa称电枢反应电抗。考虑到相位关系后，每相电枢反应电势为： 电枢反应电抗 * 电枢反应电抗： 数值上表示单位相电流在定子一相绕组上所引起的电枢反应电势的大小。 时间上，电势落后产生它的磁通相位90o。 电枢反应电抗 * 同理，根据 (电枢电流) → （定子漏磁通） → （定子漏电势），漏电势用负漏抗压降形式表示为 漏电抗 * 同步电抗 xs称为隐极同步电机的同步电抗，它是对称稳态运行时表征电枢反应和电枢漏磁这两个效应的一个综合参数。不计饱和时，xs是一个常值。 物理意义：表征对称负载下单位电枢电流三相联合产生的电枢总磁场在电枢每相绕组中感应电势。 2.电枢反应电抗与同步电抗 * 3.磁路不饱和时隐极同步发电机的回路电压方程式、等效电路和相量图 ——同步电抗 * 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? 隐极机磁路不饱和时的相量图 * ? ? 磁势矢量部分：Ff 超前E0900 隐极机磁路不饱和时的相量图 * Xs Ra Ra Xs j ? ? ? * 不考虑饱和时隐极同步发电机的相矢图等效电路 * 不考虑饱和时隐极同步发电机的等效电路和相量图 3.磁路不饱和时隐极同步发电机的回路电压方程式、等效电路和相量图 * 同步电机理论中，用相量图进行分析是十分重要和方便的方法。作相量图时，认为发电机的相电压U、相电流I、负