同步电机 详细版PPT.pptVIP

* * Pe = 3 sin? U1E0 Xs = 3UIcos? =常数 (1) 正常励磁 当If = If0 时， ? = 0，cos? = 1，Q2 = 0，发电机不输出无功功率。 I与U 同相， U E0 j xsI I 同步发电机的并联运行 即：E0 sin? = 常数 Icos? = 常数 在恒定的有功功率下调节励磁电流时，电流相量I端点的轨迹为AB线（见下图），电动势相量E0端点的轨迹为CD线，不同励磁电流时的E0和I的相量端点在轨迹线上有不同位置。 * * (2) 欠励磁 （当If ＜If0 时） If ? →E0 ? →? ? 。 发电机输出电容性无功功率； If ? → Q2 ? 。 (3) 过励磁 (当If ＞If0 时) If ? →E0 ? →? ? 。 发电机输出电感性无功功率； If ? → Q2 ? 。 U E0 I jxs I E0' C D jxsI' A B I ( I' ) 超前于U， I' ? E0" jxs I" I" ? I ( I" ) 滞后于U， ? ? 同步发电机的并联运行 * * 2. 调节特性 保持 n = n1、U = UN、 cos? = cos?N时， If 与 I 的关系,即 If = f ( I )。 O If I cos? = 0.8 (?＞0) cos? = 0.8 (?＜0) cos? =1 同步发电机的特性 调整特性的变化趋势与外特性正好相反，对于感性和纯阻性负载，为补偿电枢反应的去磁作用及电枢漏阻抗压降，随着负载的增加，若要保持端电压为常数，就必须增加励磁电流； 所以这两种情况下的调节特性都是上升的。 在容性负载时，随着负载的增加，必须减少励磁电流，以维持端电压恒定。 * * 同步发电机的特性 三、稳态的功角特性 功角特性：保持 n、If 、U 不变时，电磁功率PM 与功率角? 的关系，即 PM = f (? ) 。 同步电机的电磁功率除了可用电势、电枢电流以及它们之间的夹角来表示外，还可以用便于计算、调节和更能显示电机内部物理过程的一些物理量来表示，即励磁电势E0、端电压U和功率角?等。 正如转差率是异步电机的基本变量一样，对于并联运行于电网的同步电机来说，功率角是它的一个基本物理量。 * * 同步发电机的特性 1. 隐极式同步发电机的功角特性 PM = P2 = 3UIcos? = 3 E0Icos? 因在同步发电机中ra<<xs，故可忽略ra，这样根据简化电路的相量图求得PM，由相量图中可以看出： U I ? jxs I E0 ? ? C O A B PM = 3 sin? UE0 xs 得 所以 O PM ? 90o Pmax 电磁功率和功率角之间是一个正弦关系，如图所示。 ? * * ※当? = 90o 时: PM = Pmax 同步发电机的特性 功率表达式说明在恒定励磁和恒定电网电压（即U=C、E0=C）时，电磁功率的大小只取决于功率角。 从功角特性公式可见，同步功率随功率角而变化，且有一极限值Pmax，我们把最大功率与额定功率之比称为过载能力，用km表示，若隐极式同步电机在额定运行时的功率角为?N，则 ?N越小，则过载能力km愈大，从相量图可见，在一定的负载情况下，如要减少?N就必须减小同步电抗xs。 * * 同步发电机的特性 只有增大气隙，同步电抗才能减少，但增大电机的气隙即增加成本，故过载能力不应规定得过大，汽轮发电机的过载能力一般不小于1.5。 2. 凸极式同步发电机的功角特性 如果忽略 电枢电阻，则有 PM = P2 = 3UIcos? = 3UIcos (?-?) = 3UIcos? cos ? ＋3UIsin? sin? = 3UIq cos?＋3UId sin? 由相量图 xq Iq = Usin ? xd Id = E0－Ucos ? * * Usin ? xq Iq = E0－Ucos ? xd Id = 所以 U I ? jxqI EQ jxdId E0 jxqIq ? N O G ? Id Iq ? PM = 3UIq cos?＋3UId sin? Usin? xq = 3U cos? E0－ Ucos? xd