船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)課件 第四章課件

1、L/O/G/O集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)第四章小結(jié)第四章小結(jié)4-1 三相交流同步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及銘牌數(shù)據(jù)三相交流同步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及銘牌數(shù)據(jù)4-2同步發(fā)電機(jī)的基本工作原理和空載特性同步發(fā)電機(jī)的基本工作原理和空載特性4-6 同同步發(fā)電機(jī)功率調(diào)節(jié)步發(fā)電機(jī)功率調(diào)節(jié)4-3同步發(fā)電機(jī)的負(fù)載運(yùn)行和電樞反應(yīng)同步發(fā)電機(jī)的負(fù)載運(yùn)行和電樞反應(yīng)4-4同步發(fā)電機(jī)的電勢方程和等效電路同步發(fā)電機(jī)的電勢方程和等效電路4-5 同同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行特性步發(fā)電機(jī)運(yùn)行特性4-8 同同步電動(dòng)機(jī)步電動(dòng)機(jī)4-7 同同

2、步發(fā)電機(jī)的短路與振蕩步發(fā)電機(jī)的短路與振蕩集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)本節(jié)的主要內(nèi)容本節(jié)的主要內(nèi)容 三相交流同步電機(jī)的基三相交流同步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)本結(jié)構(gòu) 三相交流同步發(fā)電機(jī)的三相交流同步發(fā)電機(jī)的基本工作原理基本工作原理 銘牌數(shù)據(jù)銘牌數(shù)據(jù)集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)4.1.1 三相交流同步電機(jī)三相交流同步電機(jī)(synchronous generator) 的基本結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu) 基本結(jié)構(gòu)：定子和轉(zhuǎn)子。基本結(jié)構(gòu)：定子和轉(zhuǎn)子。 定子結(jié)構(gòu)：定子結(jié)構(gòu)： 一般是三相電樞繞組（一般是三相電樞繞組（轉(zhuǎn)極式轉(zhuǎn)極式） 結(jié)構(gòu)

3、：結(jié)構(gòu)：由鐵心和繞組組成，與異步電機(jī)定子基由鐵心和繞組組成，與異步電機(jī)定子基本相同。機(jī)座號(hào)相同時(shí)若與異步機(jī)互換仍可運(yùn)行。本相同。機(jī)座號(hào)相同時(shí)若與異步機(jī)互換仍可運(yùn)行。 區(qū)別區(qū)別：主要是尺寸方面，同步電機(jī)通常容量較主要是尺寸方面，同步電機(jī)通常容量較大，而異步機(jī)的容量相對較小。因此，從表面上看大，而異步機(jī)的容量相對較小。因此，從表面上看同步機(jī)機(jī)殼無散熱片，異步機(jī)則有散熱片。同步機(jī)機(jī)殼無散熱片，異步機(jī)則有散熱片。 接線：接線：發(fā)電機(jī)定子繞組通常采用發(fā)電機(jī)定子繞組通常采用Y 形連接形連接 減小減小三次諧波三次諧波影響影響。 集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)發(fā)電

4、機(jī)發(fā)電機(jī) 把機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能把機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能 電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī) 把電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能把電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能補(bǔ)償機(jī)補(bǔ)償機(jī) 沒有有功功率的轉(zhuǎn)換，只發(fā)出或吸沒有有功功率的轉(zhuǎn)換，只發(fā)出或吸 收無功功率收無功功率 同步電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，主要取決于定子合成磁同步電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，主要取決于定子合成磁場與轉(zhuǎn)子主磁場之間的夾角場與轉(zhuǎn)子主磁場之間的夾角 ， 稱為功率角。稱為功率角。 集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)同步電機(jī)同步電機(jī)旋轉(zhuǎn)電樞式旋轉(zhuǎn)電樞式 旋轉(zhuǎn)磁極式旋轉(zhuǎn)磁極式 隱極式隱極式(Salient-pole) 凸極式凸極式(Cylindrical-Rotor) 集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)

5、院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu) 一般是勵(lì)磁繞組一般是勵(lì)磁繞組轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子：勵(lì)磁繞組是直流繞組。勵(lì)磁繞組是直流繞組。 隱極式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)：隱極式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)：隱極式鐵心隱極式鐵心隱極式轉(zhuǎn)子隱極式轉(zhuǎn)子集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)大型機(jī)的轉(zhuǎn)子支架大型機(jī)的轉(zhuǎn)子支架轉(zhuǎn)子鐵心硅鋼片轉(zhuǎn)子鐵心硅鋼片一一對對極極隱隱極極式式示示意意圖圖 隱極式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意隱極式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意滑環(huán)滑環(huán)集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 兩對極凸極式兩對極凸極式轉(zhuǎn)子立體示意圖轉(zhuǎn)子立體示意圖電機(jī)截面示意圖電機(jī)截

6、面示意圖集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)4.1.2 三相交流同步發(fā)電機(jī)的基本工作原理三相交流同步發(fā)電機(jī)的基本工作原理 直流電流通入勵(lì)磁繞組，主磁直流電流通入勵(lì)磁繞組，主磁極產(chǎn)生勵(lì)磁磁通。極產(chǎn)生勵(lì)磁磁通。 主磁極被原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，以同步主磁極被原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，其磁通密度沿氣隙近似轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，其磁通密度沿氣隙近似正弦波形分布。正弦波形分布。 勵(lì)磁磁場依次切割定子各相繞勵(lì)磁磁場依次切割定子各相繞組（相當(dāng)于繞組導(dǎo)體反向切割）。組（相當(dāng)于繞組導(dǎo)體反向切割）。 定子三相電樞繞組就會(huì)感應(yīng)出定子三相電樞繞組就會(huì)感應(yīng)出大小和方向按周期性變化的交變正大小和方向按周

7、期性變化的交變正弦電動(dòng)勢。弦電動(dòng)勢。直流電源由滑環(huán)向轉(zhuǎn)直流電源由滑環(huán)向轉(zhuǎn)子提供勵(lì)磁電流，產(chǎn)子提供勵(lì)磁電流，產(chǎn)生磁場；原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)生磁場；原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子磁場轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子磁場切割三相定子繞組，切割三相定子繞組，感應(yīng)三相交流電。感應(yīng)三相交流電。集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 勵(lì)磁繞組通入直流電后產(chǎn)生磁場，發(fā)電勵(lì)磁繞組通入直流電后產(chǎn)生磁場，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子由原動(dòng)機(jī)拖著以恒定轉(zhuǎn)速機(jī)轉(zhuǎn)子由原動(dòng)機(jī)拖著以恒定轉(zhuǎn)速 n1 相對于定相對于定子順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，定子導(dǎo)體相對磁場運(yùn)動(dòng)子順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，定子導(dǎo)體相對磁場運(yùn)動(dòng)感應(yīng)電動(dòng)勢，感應(yīng)電動(dòng)勢可以由感應(yīng)電動(dòng)勢，感應(yīng)電動(dòng)勢

8、可以由 e=blv 決定。決定。當(dāng)導(dǎo)體長度一定、轉(zhuǎn)速一定時(shí)，導(dǎo)體感應(yīng)電當(dāng)導(dǎo)體長度一定、轉(zhuǎn)速一定時(shí)，導(dǎo)體感應(yīng)電動(dòng)勢由氣隙磁通密度大小決定。動(dòng)勢由氣隙磁通密度大小決定。集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 每個(gè)磁回路包圍的電流每個(gè)磁回路包圍的電流都相同，因此作用在每個(gè)磁都相同，因此作用在每個(gè)磁回路上的磁動(dòng)勢都相同?；芈飞系拇艅?dòng)勢都相同。根據(jù)安培環(huán)路定律：根據(jù)安培環(huán)路定律：集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 在磁極表面與定子鐵心之間，氣隙長度相等，在磁極表面與定子鐵心之間，氣隙長度相等，且氣隙較小。氣隙小，磁阻就小，相

9、同的磁動(dòng)勢且氣隙較小。氣隙小，磁阻就小，相同的磁動(dòng)勢產(chǎn)生的磁通密度就大；產(chǎn)生的磁通密度就大； 反之，相鄰磁極之間的氣隙大。氣隙大，磁反之，相鄰磁極之間的氣隙大。氣隙大，磁阻就大，相同的磁動(dòng)勢產(chǎn)生的磁通密度就小。阻就大，相同的磁動(dòng)勢產(chǎn)生的磁通密度就小。 因此，氣隙周圍的氣隙磁通密度分布如下圖因此，氣隙周圍的氣隙磁通密度分布如下圖所示：所示：mRF 集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)圖圖4-6 三相空載電勢向量圖三相空載電勢向量圖圖圖4-5 同步發(fā)電機(jī)主磁極下氣同步發(fā)電機(jī)主磁極下氣隙的磁通密度分布隙的磁通密度分布電動(dòng)勢瞬時(shí)值為電動(dòng)勢瞬時(shí)值為: :tEtlv

10、blvbemsin2sin111集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng))240sin()120sin(sin tEetEetEemwmvmu 集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 有關(guān)公式有關(guān)公式 式式4-2與變壓器公式多了與變壓器公式多了kw，稱為繞組系數(shù)，稱為繞組系數(shù)。是繞組短距和分布引起的。是繞組短距和分布引起的。4434(Hz)602444. 40000 式式式式式式nkEpnfkfNEew 電勢、頻率公式：電勢、頻率公式：集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)4.1.3

11、 4.1.3 銘牌數(shù)據(jù)銘牌數(shù)據(jù) 銘牌數(shù)據(jù)：銘牌數(shù)據(jù)：主要銘牌數(shù)據(jù)有：主要銘牌數(shù)據(jù)有： 額定容量（或功率）、額定容量（或功率）、額定電壓、額定電流、額定功率因數(shù)、額定額定電壓、額定電流、額定功率因數(shù)、額定頻率、額定轉(zhuǎn)速、絕緣等級、溫升、勵(lì)磁電頻率、額定轉(zhuǎn)速、絕緣等級、溫升、勵(lì)磁電壓、勵(lì)磁電流等。壓、勵(lì)磁電流等。 注意：注意：額定容量、額定電壓、額定功率因額定容量、額定電壓、額定功率因數(shù)和額定電流可能只標(biāo)出三個(gè)（數(shù)和額定電流可能只標(biāo)出三個(gè)（第四個(gè)參第四個(gè)參數(shù)可以求出）。數(shù)可以求出）。集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 額定容量額定容量 SN 指額定運(yùn)行時(shí)電

12、機(jī)的輸出功率指額定運(yùn)行時(shí)電機(jī)的輸出功率 額定電壓額定電壓UN 指額定運(yùn)行時(shí)定子的線電壓指額定運(yùn)行時(shí)定子的線電壓 額定電流額定電流IN 指額定運(yùn)行時(shí)定子的線電流指額定運(yùn)行時(shí)定子的線電流 額定功率因數(shù)額定功率因數(shù)指額定運(yùn)行時(shí)電機(jī)的功率因數(shù)指額定運(yùn)行時(shí)電機(jī)的功率因數(shù) 額定頻率額定頻率fN 指額定運(yùn)行時(shí)電樞的頻率指額定運(yùn)行時(shí)電樞的頻率 額定轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速nN 指額定運(yùn)行時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，即為指額定運(yùn)行時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，即為 同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速 集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)（基本結(jié)構(gòu)、組成、轉(zhuǎn)極式和轉(zhuǎn)樞式）；結(jié)構(gòu)（基本結(jié)構(gòu)、組成、轉(zhuǎn)極式和轉(zhuǎn)樞式）； 原理（原動(dòng)機(jī)

13、轉(zhuǎn)，磁場切割繞組產(chǎn)生電勢，原理（原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)，磁場切割繞組產(chǎn)生電勢，在在空間互差空間互差120，所以是三相，所以是三相交流電勢交流電勢）；）； 額定參數(shù)（主要是容量、電壓、電流、功率因額定參數(shù)（主要是容量、電壓、電流、功率因數(shù)、頻率）。數(shù)、頻率）。第一節(jié)要點(diǎn)第一節(jié)要點(diǎn)集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)本節(jié)的主要內(nèi)容本節(jié)的主要內(nèi)容 同步發(fā)電機(jī)空載運(yùn)行特性同步發(fā)電機(jī)空載運(yùn)行特性 同步發(fā)電機(jī)對稱負(fù)載運(yùn)行同步發(fā)電機(jī)對稱負(fù)載運(yùn)行 三相交流同步發(fā)電機(jī)電壓平衡方程和相量圖三相交流同步發(fā)電機(jī)電壓平衡方程和相量圖 三相交流同步發(fā)電機(jī)的外特性及調(diào)節(jié)特性三相交流同步發(fā)電機(jī)的外特

14、性及調(diào)節(jié)特性 三相交流同步發(fā)電機(jī)的功角特性三相交流同步發(fā)電機(jī)的功角特性集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 空載運(yùn)行時(shí)，同步電機(jī)內(nèi)僅有由勵(lì)磁電流所空載運(yùn)行時(shí)，同步電機(jī)內(nèi)僅有由勵(lì)磁電流所建立的主極磁場。見圖表示一臺(tái)四極電機(jī)空載時(shí)建立的主極磁場。見圖表示一臺(tái)四極電機(jī)空載時(shí)的磁通示意圖。從圖可見，主極磁通分成主磁通的磁通示意圖。從圖可見，主極磁通分成主磁通 0和漏磁通和漏磁通 f 兩部分，前者通過氣隙并與定子兩部分，前者通過氣隙并與定子繞組相交鏈，后者不通過氣隙，僅與勵(lì)磁繞組相繞組相交鏈，后者不通過氣隙，僅與勵(lì)磁繞組相交鏈。主磁通所經(jīng)過的主磁路包括空氣隙、電樞

15、交鏈。主磁通所經(jīng)過的主磁路包括空氣隙、電樞齒、電樞軛、磁極極身和轉(zhuǎn)子軛等五部分。齒、電樞軛、磁極極身和轉(zhuǎn)子軛等五部分?？蛰d運(yùn)行空載運(yùn)行集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)4.2.1 同步發(fā)電機(jī)空載運(yùn)行特性同步發(fā)電機(jī)空載運(yùn)行特性(no-load characteristic ) 保持保持 n=nN，空載電勢，空載電勢 E0與勵(lì)磁電流與勵(lì)磁電流 If 的關(guān)系曲線。的關(guān)系曲線。 P.54，+6行行的的k 是飽和系是飽和系數(shù)。等于總磁數(shù)。等于總磁勢與不飽和磁勢與不飽和磁勢之比。也等勢之比。也等于飽和電勢與于飽和電勢與不飽和電勢之不飽和電勢之比。比。 空載特性實(shí)空

16、載特性實(shí)質(zhì)是磁化曲線。質(zhì)是磁化曲線。k 一般為一般為1.11.25集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)空載特性實(shí)驗(yàn)：空載特性實(shí)驗(yàn)： 按如圖所示接線，起動(dòng)原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)按如圖所示接線，起動(dòng)原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，將勵(lì)磁回路電阻子旋轉(zhuǎn)，將勵(lì)磁回路電阻Rf調(diào)至最大，合上勵(lì)磁回路調(diào)至最大，合上勵(lì)磁回路電源開關(guān)。觀察電流表電源開關(guān)。觀察電流表 A 和電壓表和電壓表V 的數(shù)值并記錄。的數(shù)值并記錄。 空載特性實(shí)驗(yàn)注意空載特性實(shí)驗(yàn)注意注意：只能單方向調(diào)節(jié)電阻。注意：只能單方向調(diào)節(jié)電阻。方法：方法： 逐步將逐步將Rf調(diào)小，調(diào)小，使電流逐步增大，使電流逐步增大

17、，記錄數(shù)據(jù)。然后逐記錄數(shù)據(jù)。然后逐步將步將Rf調(diào)大再記錄調(diào)大再記錄數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)。集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)4.2.2 4.2.2 同步發(fā)電機(jī)對稱負(fù)載運(yùn)行同步發(fā)電機(jī)對稱負(fù)載運(yùn)行 同步發(fā)電機(jī)負(fù)載后，三相電樞繞組也將產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)同步發(fā)電機(jī)負(fù)載后，三相電樞繞組也將產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場（與異步電動(dòng)機(jī)一樣）；磁場（與異步電動(dòng)機(jī)一樣）； 穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，電樞磁場（電氣磁場）與勵(lì)磁磁場穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，電樞磁場（電氣磁場）與勵(lì)磁磁場（機(jī)械磁場）之間沒有相對運(yùn)動(dòng)；（機(jī)械磁場）之間沒有相對運(yùn)動(dòng)； 電樞磁場對轉(zhuǎn)子磁場（氣隙磁場）的影響稱為電樞磁場對轉(zhuǎn)子磁場（氣隙磁場）的影響稱為電電樞反應(yīng)；

18、樞反應(yīng)； 電樞反應(yīng)的大小、性質(zhì)與負(fù)載電流的大小、相位電樞反應(yīng)的大小、性質(zhì)與負(fù)載電流的大小、相位有關(guān)（與負(fù)載的大小、性質(zhì)有關(guān)）。有關(guān)（與負(fù)載的大小、性質(zhì)有關(guān)）。 內(nèi)功率因數(shù)角內(nèi)功率因數(shù)角 ： 0與與? a 之間的相位角。之間的相位角。集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 電樞電流與空載電勢特殊關(guān)系有：電樞電流與空載電勢特殊關(guān)系有：同相位、滯后同相位、滯后和超前和超前三種。與之對應(yīng)的電樞反應(yīng)的性質(zhì)有：三種。與之對應(yīng)的電樞反應(yīng)的性質(zhì)有：交軸、交軸、直軸去磁和直軸增磁直軸去磁和直軸增磁三種。發(fā)電機(jī)負(fù)載一般為感性三種。發(fā)電機(jī)負(fù)載一般為感性負(fù)載負(fù)載(inductiv

19、e load)。一般情況感性滯后的電流：一般情況感性滯后的電流： 電樞反應(yīng)電樞反應(yīng)-時(shí)空相矢量圖時(shí)空相矢量圖集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 交軸反應(yīng)（同相位）交軸反應(yīng)（同相位） 直軸去磁（滯后）直軸去磁（滯后） 直軸增磁（超前）直軸增磁（超前）集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 電樞磁動(dòng)勢的基波在氣隙中所產(chǎn)生的磁場就電樞磁動(dòng)勢的基波在氣隙中所產(chǎn)生的磁場就稱為電樞反應(yīng)。電樞反應(yīng)的性質(zhì)（增磁、去磁或稱為電樞反應(yīng)。電樞反應(yīng)的性質(zhì)（增磁、去磁或交磁）取決于電樞磁動(dòng)勢和主磁場在空間的相對交磁）取決于電樞磁動(dòng)勢和主磁場

20、在空間的相對位置。分析表明，此相對位置取決于激磁電動(dòng)勢位置。分析表明，此相對位置取決于激磁電動(dòng)勢E0和負(fù)載電流和負(fù)載電流 Ia 之間的相角差之間的相角差 0（ 0稱為內(nèi)功稱為內(nèi)功率因數(shù)角）。下面分成兩種情況來分析。率因數(shù)角）。下面分成兩種情況來分析。集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 轉(zhuǎn)向：轉(zhuǎn)向：轉(zhuǎn)子沿著從轉(zhuǎn)子沿著從A相繞組軸線到相繞組軸線到B 相繞組軸相繞組軸線，再到線，再到C相繞組軸線的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，感應(yīng)電動(dòng)勢相繞組軸線的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，感應(yīng)電動(dòng)勢和電流的方向?yàn)楹碗娏鞯姆较驗(yàn)锳、B、C；產(chǎn)生基波電樞電動(dòng)勢；產(chǎn)生基波電樞電動(dòng)勢的轉(zhuǎn)向也是由的轉(zhuǎn)向也是由A相繞組軸

21、線向相繞組軸線向B相繞組軸線，再到相繞組軸線，再到C相繞組軸線，即與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一樣。相繞組軸線，即與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一樣。 磁動(dòng)勢：磁動(dòng)勢：哪一項(xiàng)電流達(dá)到最大值，三相合成基哪一項(xiàng)電流達(dá)到最大值，三相合成基波磁動(dòng)勢，波磁動(dòng)勢，F(xiàn)a就和該項(xiàng)繞組軸線重合。就和該項(xiàng)繞組軸線重合。集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 0與與? 同相時(shí)：同相時(shí)：a) 定子繞組電動(dòng)勢、電流和磁動(dòng)勢的空間矢量圖定子繞組電動(dòng)勢、電流和磁動(dòng)勢的空間矢量圖相相軸軸線線AfFA0BXZYBCNSsnsnaFA集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 0與與? 同相時(shí)：

22、同相時(shí)：b) 時(shí)間矢量圖時(shí)間矢量圖時(shí)時(shí)間間參參考考軸軸CE0 A0C0 BE0 AE0 B I1 00 B0 AICI 集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 0與與? 同相時(shí)：同相時(shí)：c) 時(shí)時(shí)-空統(tǒng)一矢量圖空統(tǒng)一矢量圖軸軸dfF)(aqnFF )(00 B I0 E1 集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)其結(jié)果使得氣隙的合成磁勢的軸線的相比原其結(jié)果使得氣隙的合成磁勢的軸線的相比原轉(zhuǎn)子磁勢的軸線逆轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向偏轉(zhuǎn)一個(gè)銳角，并發(fā)轉(zhuǎn)子磁勢的軸線逆轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向偏轉(zhuǎn)一個(gè)銳角，并發(fā)生畸變。生畸變。 幅值增加幅值增加 集美大學(xué)輪機(jī)工程

23、學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)合成磁勢合成磁勢FfF集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 0與與? 同相時(shí)：同相時(shí)：0BXZYBCNSsnaFAeT0BBd) 氣隙合成磁場與主磁場的相對位置氣隙合成磁場與主磁場的相對位置集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 0與與? 不同相時(shí)：不同相時(shí)：a) ? 滯后于滯后于 0的空間矢量圖的空間矢量圖相相軸軸線線AfFAXZYBCNsnsnaqFASadFaF集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 0與與? 不同

24、相時(shí)：不同相時(shí)：b) ? 滯后于滯后于 0的時(shí)的時(shí)-空統(tǒng)一矢量圖空統(tǒng)一矢量圖fFadFaFaqF I0 0 1 0 E集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 0與與? 不同相時(shí)：不同相時(shí)：c) ? 超前超前 0的時(shí)的時(shí)-空統(tǒng)一矢量圖空統(tǒng)一矢量圖1 0 IfFadFaF0 0 E集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)4.2.3 三相交流同步發(fā)電機(jī)電壓平衡方程和相量圖三相交流同步發(fā)電機(jī)電壓平衡方程和相量圖 同步發(fā)電機(jī)負(fù)載運(yùn)行時(shí)與電樞繞組交鏈的磁通有同步發(fā)電機(jī)負(fù)載運(yùn)行時(shí)與電樞繞組交鏈的磁通有3個(gè)：個(gè)： 勵(lì)磁磁通、電樞反應(yīng)磁通

25、和漏磁通。勵(lì)磁磁通、電樞反應(yīng)磁通和漏磁通。 3個(gè)磁通都分別在電樞繞組感應(yīng)電勢：空載電勢、個(gè)磁通都分別在電樞繞組感應(yīng)電勢：空載電勢、電樞反應(yīng)電勢和漏磁電勢。電樞反應(yīng)電勢和漏磁電勢。 忽略磁路飽和，引入?yún)?shù)：電樞反應(yīng)電抗。忽略磁路飽和，引入?yún)?shù)：電樞反應(yīng)電抗。 同步電抗同步電抗Xs = Xa + X ，注意：注意：Xs XaX 。集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)忽略電樞電阻忽略電樞電阻用電抗表示用電抗表示ea和和e 電樞繞組電路電樞繞組電路電壓平衡方程：電壓平衡方程： I)jX(RUIjXIjXRIUESaaa0 集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院

26、船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)隱極同步發(fā)電機(jī)的電壓方程、相量圖和等效電路隱極同步發(fā)電機(jī)的電壓方程、相量圖和等效電路一、不考慮磁飽和時(shí)一、不考慮磁飽和時(shí)同步發(fā)電機(jī)負(fù)載運(yùn)行時(shí)物理量的關(guān)系：同步發(fā)電機(jī)負(fù)載運(yùn)行時(shí)物理量的關(guān)系：fI主極主極fF 0 0E E aE aaF I電樞電樞 E)( XIjE集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 在時(shí)間相位上，在時(shí)間相位上， a滯后于滯后于 以以90電角度，若電角度，若不計(jì)定子鐵耗，不計(jì)定子鐵耗， 與與? 同相位，則同相位，則 a將滯后于將滯后于? 以以90電角度于是電角度于是 亦可寫成負(fù)電抗壓降的形式，即亦可寫成負(fù)

27、電抗壓降的形式，即 采用發(fā)電機(jī)慣例，以輸出電流作為電樞電流的正方采用發(fā)電機(jī)慣例，以輸出電流作為電樞電流的正方向時(shí)，電樞的電壓方程為向時(shí)，電樞的電壓方程為 UjXRIEE )(aa0 因?yàn)殡姌蟹磻?yīng)電動(dòng)勢因?yàn)殡姌蟹磻?yīng)電動(dòng)勢E Ea a正比于電樞反應(yīng)磁通正比于電樞反應(yīng)磁通 a a不不計(jì)磁飽和時(shí)，計(jì)磁飽和時(shí)， a a又正比于電樞磁動(dòng)勢又正比于電樞磁動(dòng)勢F Fa a和電樞電流和電樞電流I I，即即IFE aaaaaXI jE aa (46) (47) 集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)將式將式(46)代人式代人式(47)，可得，可得sXI jRIUXI jXI

28、jRIUE aaa0 (48) 式中：式中：Xs稱為隱極同步電機(jī)的同步電抗，稱為隱極同步電機(jī)的同步電抗，Xs=Xa+X ，它是對稱穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)表征電樞反應(yīng)和電樞漏磁這兩個(gè)它是對稱穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)表征電樞反應(yīng)和電樞漏磁這兩個(gè)效應(yīng)的一個(gè)綜合參數(shù)。不計(jì)飽和時(shí)，效應(yīng)的一個(gè)綜合參數(shù)。不計(jì)飽和時(shí)，Xs是一個(gè)常值。是一個(gè)常值。 圖圖42c表示與式表示與式(48)相應(yīng)的等效電路。從圖相應(yīng)的等效電路。從圖42c可以看出，隱極同步發(fā)電機(jī)的等效電路由激磁可以看出，隱極同步發(fā)電機(jī)的等效電路由激磁電動(dòng)勢和同步阻抗電動(dòng)勢和同步阻抗 Ra+jXs串聯(lián)組成，其中串聯(lián)組成，其中E0表示主磁表示主磁場的作用，場的作用，Xs表示電樞反應(yīng)和

29、電樞漏磁場的作用。表示電樞反應(yīng)和電樞漏磁場的作用。 集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 考慮磁飽和時(shí)，由于磁路的非線性，疊加原理考慮磁飽和時(shí)，由于磁路的非線性，疊加原理不再適用。此時(shí)，應(yīng)先求出作用在主磁路上的合成不再適用。此時(shí)，應(yīng)先求出作用在主磁路上的合成磁動(dòng)勢磁動(dòng)勢F F，然后利用電機(jī)的磁化曲線，然后利用電機(jī)的磁化曲線 ( (空載曲線空載曲線) )求求出負(fù)載時(shí)的氣隙磁通出負(fù)載時(shí)的氣隙磁通及相應(yīng)的氣隙電動(dòng)勢及相應(yīng)的氣隙電動(dòng)勢 。fFFaaFk E集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 再從氣隙電動(dòng)勢再從氣隙電動(dòng)勢

30、減去電樞繞組的電阻和漏抗減去電樞繞組的電阻和漏抗壓降，便得電樞的端電壓壓降，便得電樞的端電壓 ，即，即UjXRIE )(a )(a jXRIUE 相應(yīng)的矢量圖、相量圖既有電動(dòng)勢相量，又有磁相應(yīng)的矢量圖、相量圖既有電動(dòng)勢相量，又有磁動(dòng)勢矢量。故稱為電動(dòng)勢動(dòng)勢矢量。故稱為電動(dòng)勢磁動(dòng)勢圖。（不做要求）磁動(dòng)勢圖。（不做要求）或或EU集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 電勢公式電勢公式 電勢公式可應(yīng)用三角計(jì)算公式從相量圖得到：三角電勢公式可應(yīng)用三角計(jì)算公式從相量圖得到：三角形構(gòu)成形構(gòu)成以以E0為斜邊以為斜邊以U相量及其延長線為一條直相量及其延長線為一條直角邊，構(gòu)

31、造一個(gè)直角三角形。與電流角邊，構(gòu)造一個(gè)直角三角形。與電流 I 有關(guān)相量變換有關(guān)相量變換（投影）到直角邊都與功率因數(shù)角（投影）到直角邊都與功率因數(shù)角 有關(guān)。有關(guān)。220)sincos()sincos( IRIXIXIRUEaSSa 220)cos()sin( IXIXUESS 集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 隱極機(jī)相量圖隱極機(jī)相量圖 根據(jù)電壓平衡方程可畫出相量圖。但負(fù)載不同時(shí)，根據(jù)電壓平衡方程可畫出相量圖。但負(fù)載不同時(shí)，相量圖的形狀也不同。相量圖的形狀也不同。感感性性負(fù)負(fù)載載忽忽略略電電樞樞電電阻阻電阻性負(fù)載電阻性負(fù)載容性負(fù)載容性負(fù)載集美大學(xué)輪機(jī)工程

32、學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 凸極機(jī)相量圖說明凸極機(jī)相量圖說明 不考慮磁路飽和，可以將電樞磁勢單獨(dú)分為直軸和交不考慮磁路飽和，可以將電樞磁勢單獨(dú)分為直軸和交軸兩個(gè)分量，然后根據(jù)各自不同磁路的磁阻計(jì)算直軸和軸兩個(gè)分量，然后根據(jù)各自不同磁路的磁阻計(jì)算直軸和交軸磁通，最后再將兩個(gè)磁通合成氣隙磁通。交軸磁通，最后再將兩個(gè)磁通合成氣隙磁通。 凸極機(jī)一相電樞繞組的電壓平衡方程式為：凸極機(jī)一相電樞繞組的電壓平衡方程式為：qqdda0aaqad0IjXIjXRIUERIUEEEE 或或 其中：其中：Xd = Xad+X ；Xq = Xaq+X ，分別稱為交、直，分別稱為交、直軸

33、同步電抗。軸同步電抗。?d=?sin ，?q=?cos ，分別是電樞電流，分別是電樞電流? 在交、直軸方向上的分量。在交、直軸方向上的分量。 其相量圖其相量圖(見下頁見下頁)，就是書，就是書P.59，圖，圖4-17。集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 凸極機(jī)相量圖凸極機(jī)相量圖氣隙不均勻所以電氣隙不均勻所以電抗分為直軸與交軸抗分為直軸與交軸凸極機(jī)的分析凸極機(jī)的分析計(jì)算較煩瑣計(jì)算較煩瑣集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 考慮到凸極電機(jī)氣隙的不均勻性，把電樞反應(yīng)分考慮到凸極電機(jī)氣隙的不均勻性，把電樞反應(yīng)分成直軸和交軸

34、電樞反應(yīng)分別來處理的方法，就稱為雙成直軸和交軸電樞反應(yīng)分別來處理的方法，就稱為雙反應(yīng)理論。反應(yīng)理論。 凸極同步電機(jī)的氣隙是不均勻的，極面下氣隙較凸極同步電機(jī)的氣隙是不均勻的，極面下氣隙較小，兩極之間氣隙較大，故直軸下單位面積的氣隙磁小，兩極之間氣隙較大，故直軸下單位面積的氣隙磁導(dǎo)導(dǎo) d ( d 0 / d) 要比交軸下單位面積的氣隙磁導(dǎo)要比交軸下單位面積的氣隙磁導(dǎo) q ( q 0/ q) 大很多，如圖大很多，如圖43所示。所示。 當(dāng)正弦分布的電樞磁動(dòng)勢作用在直軸上時(shí)，由于當(dāng)正弦分布的電樞磁動(dòng)勢作用在直軸上時(shí)，由于 d較大，故在一定大小的磁動(dòng)勢下，直軸基波磁場的較大，故在一定大小的磁動(dòng)勢下，直軸

35、基波磁場的幅值幅值Bad1相對較大。相對較大。凸極同步發(fā)電機(jī)的電壓方程和相量圖（補(bǔ)充）凸極同步發(fā)電機(jī)的電壓方程和相量圖（補(bǔ)充）集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)凸極同步發(fā)電機(jī)的電壓方程和相量圖凸極同步發(fā)電機(jī)的電壓方程和相量圖 不考慮磁飽和時(shí)同步發(fā)電機(jī)負(fù)載運(yùn)行時(shí)物理量的不考慮磁飽和時(shí)同步發(fā)電機(jī)負(fù)載運(yùn)行時(shí)物理量的關(guān)系：關(guān)系：fIfF0 0 E Ead Ead adFaF Iaq aq EaqF E XI j集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 從氣隙電動(dòng)勢減去電樞繞組的電阻和漏抗壓從氣隙電動(dòng)勢減去電樞繞組的電阻和漏抗

36、壓降，便得電樞的端電壓。采用發(fā)電機(jī)慣例，電樞降，便得電樞的端電壓。采用發(fā)電機(jī)慣例，電樞的電壓方程為：的電壓方程為：UjXRIEEE )(aaqad0 qaqIE dadIE （4 - 9）不計(jì)磁飽和時(shí)不計(jì)磁飽和時(shí)集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 和和 可以用相應(yīng)的負(fù)電抗壓降來表示可以用相應(yīng)的負(fù)電抗壓降來表示adEaqEaddadXI jE aqqaqXI jE qqddaaqqaddaaqqadda0)()(XI jXI jRIUXXI jXXI jRIUXI jXI jXI jRIUE （4 10）將式將式(4-10)代入式代入式(4-9)，并考慮

37、，并考慮 ，可得，可得 qdIII 集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 式中，式中，Xd和和Xq分別稱為直軸同步電抗和交軸同步分別稱為直軸同步電抗和交軸同步電抗，它們是表征對稱穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)電樞漏磁和直軸或電抗，它們是表征對稱穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)電樞漏磁和直軸或交軸電樞反應(yīng)的一個(gè)綜合參數(shù)。交軸電樞反應(yīng)的一個(gè)綜合參數(shù)。上式就是凸極同步發(fā)上式就是凸極同步發(fā)電機(jī)的電壓方程。圖電機(jī)的電壓方程。圖4-4表示與上式相對應(yīng)的相量圖。表示與上式相對應(yīng)的相量圖。引入虛擬電動(dòng)勢引入虛擬電動(dòng)勢 ，使，使qaqddqqdda)()(XI jRIUXXI jXI jXI jRIUEQ （4-

38、12） 由式（由式（4 -12）相量圖如圖）相量圖如圖4-5所示。由圖所示。由圖4-5不難確定不難確定aq0cossinarctanIRUIXU 由式由式4-12可得凸極同步發(fā)電機(jī)的等效電路，可得凸極同步發(fā)電機(jī)的等效電路，如圖如圖4-所示。所示。 )(qdd0XXI jEEQ QE集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)4.2.4 三相交流同步發(fā)電機(jī)外特性及調(diào)節(jié)特性三相交流同步發(fā)電機(jī)外特性及調(diào)節(jié)特性外特性：外特性：同步發(fā)電機(jī)外特性與變壓器相似，但同步發(fā)電機(jī)外特性與變壓器相似，但電壓調(diào)電壓調(diào)整率整率計(jì)算式計(jì)算式P.58P.58. .式（式（4-4-1212）與

39、）與P.23P.23. .式（式（2-2-1313）電壓電壓變化率變化率不同。不同。同步發(fā)電機(jī)的外特性同步發(fā)電機(jī)的外特性是指在轉(zhuǎn)速額定值是指在轉(zhuǎn)速額定值nN下運(yùn)行，勵(lì)磁電流下運(yùn)行，勵(lì)磁電流If不不變，負(fù)載功率因數(shù)一變，負(fù)載功率因數(shù)一定時(shí)，發(fā)電機(jī)端電壓定時(shí)，發(fā)電機(jī)端電壓和負(fù)載電流的關(guān)系，和負(fù)載電流的關(guān)系，即即U=f (Ia)曲線。曲線。 集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 特性：特性：為了保持電壓不為了保持電壓不變，在功率因數(shù)一定時(shí)，勵(lì)變，在功率因數(shù)一定時(shí)，勵(lì)磁電流應(yīng)隨電樞電流進(jìn)行變磁電流應(yīng)隨電樞電流進(jìn)行變化化調(diào)節(jié)的曲線調(diào)節(jié)的曲線。 不同的功率因數(shù)，電樞

40、不同的功率因數(shù)，電樞反應(yīng)大小不一樣，性質(zhì)也可反應(yīng)大小不一樣，性質(zhì)也可能不同。能不同。 調(diào)節(jié)特性調(diào)節(jié)特性(regulator curve)電樞反應(yīng)去磁，則勵(lì)磁電流應(yīng)增加，反之則減小。電樞反應(yīng)去磁，則勵(lì)磁電流應(yīng)增加，反之則減小。說明：書上說明：書上P.58的外特性沒有畫全，的外特性沒有畫全，P.59，圖，圖4-16的的調(diào)調(diào)節(jié)特性則存在錯(cuò)誤，具體見下頁說明。節(jié)特性則存在錯(cuò)誤，具體見下頁說明。集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 外特性與調(diào)節(jié)特性說明外特性與調(diào)節(jié)特性說明( (補(bǔ)充補(bǔ)充) ) 容性負(fù)載的電樞反應(yīng)具有增磁性質(zhì)是指容性負(fù)載阻容性負(fù)載的電樞反應(yīng)具有增磁性

41、質(zhì)是指容性負(fù)載阻抗值比電樞繞組的同步電抗大時(shí)才具有。也就是說，抗值比電樞繞組的同步電抗大時(shí)才具有。也就是說，只有只有 0時(shí)，電樞反應(yīng)性質(zhì)是時(shí)，電樞反應(yīng)性質(zhì)是增磁的。增磁的。若容抗小于同若容抗小于同步電抗，雖然步電抗，雖然 0，但，但 0，此時(shí)電樞反應(yīng)的作用，此時(shí)電樞反應(yīng)的作用只能是減少去磁的作用而不是增磁。只能是減少去磁的作用而不是增磁。 保持保持cos 0不變，不變，容性負(fù)載增大則容抗減小，當(dāng)容性負(fù)載增大則容抗減小，當(dāng)容抗小于同步電抗后，電樞電流相位雖然仍然超前端容抗小于同步電抗后，電樞電流相位雖然仍然超前端電壓，但卻可能滯后空載電勢，即：電壓，但卻可能滯后空載電勢，即： 0， 0。也就是說

42、，也就是說，電樞反應(yīng)的總體作用變成具有去磁性質(zhì)。電樞反應(yīng)的總體作用變成具有去磁性質(zhì)。 因此帶容性負(fù)載時(shí)，外特性達(dá)到最大值后將下降；因此帶容性負(fù)載時(shí)，外特性達(dá)到最大值后將下降；帶容性負(fù)載時(shí)，調(diào)節(jié)特性下降到最小值后也將上升。帶容性負(fù)載時(shí)，調(diào)節(jié)特性下降到最小值后也將上升。集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)一、功率方程和電磁功率一、功率方程和電磁功率 功率方程：功率方程：若轉(zhuǎn)子勵(lì)磁損耗由另外的直流電源供若轉(zhuǎn)子勵(lì)磁損耗由另外的直流電源供給，則發(fā)電機(jī)軸上輸入的機(jī)械功率給，則發(fā)電機(jī)軸上輸入的機(jī)械功率Pl扣除機(jī)械損扣除機(jī)械損耗耗 Pm和定子鐵耗和定子鐵耗PFe后，余下

43、的功率將通過旋轉(zhuǎn)磁后，余下的功率將通過旋轉(zhuǎn)磁場和電磁感應(yīng)的作用，轉(zhuǎn)換成定子的電功率，所場和電磁感應(yīng)的作用，轉(zhuǎn)換成定子的電功率，所以轉(zhuǎn)換功率就是電磁功率以轉(zhuǎn)換功率就是電磁功率PM，即，即 )(sFm1MePPPPP 再從電磁功率再從電磁功率PM中減去電樞銅耗中減去電樞銅耗Pcu可得電樞端可得電樞端點(diǎn)輸出的電功率點(diǎn)輸出的電功率P2 ；即；即 a2aMcuM23RIPPPP 4.2.5 三相交流同步發(fā)電機(jī)的功角特性三相交流同步發(fā)電機(jī)的功角特性(4-13) (4-14)集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 如果不計(jì)如果不計(jì)Ra影響：影響： P2PM 而從式（而從

44、式（4 -14）可知，電磁功率）可知，電磁功率PM為為)cos(cosaa2MIRUmIRmImUIP 0acoscoscos QEEIRU 0Mcoscos ImEmEIPQ 00Mcos ImEP 由圖由圖43可見可見故同步電機(jī)的電磁功率亦可寫成故同步電機(jī)的電磁功率亦可寫成 上式的第一部分與感應(yīng)電機(jī)的電磁功率表達(dá)式相上式的第一部分與感應(yīng)電機(jī)的電磁功率表達(dá)式相同，第二部分則是同步電機(jī)常用的。對于隱極同步同，第二部分則是同步電機(jī)常用的。對于隱極同步電機(jī)，由于電機(jī)，由于EQE0，故有，故有 集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)式中，式中，T1為原動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)

45、轉(zhuǎn)矩，為原動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，Te為電磁轉(zhuǎn)矩，為電磁轉(zhuǎn)矩，T0為為空載轉(zhuǎn)矩，分別為：空載轉(zhuǎn)矩，分別為：eTTT 01sPT11 seePT sFeppT 0(4 -15) 把功率方程把功率方程(413)除以同步角速度，可得轉(zhuǎn)矩方程除以同步角速度，可得轉(zhuǎn)矩方程集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 功角：功角：是發(fā)電機(jī)磁極磁場與氣隙合成磁場間的空間是發(fā)電機(jī)磁極磁場與氣隙合成磁場間的空間相角，若忽略電樞繞組漏阻抗壓降，可認(rèn)為合成磁場相角，若忽略電樞繞組漏阻抗壓降，可認(rèn)為合成磁場產(chǎn)生端電壓，則功角也等于產(chǎn)生端電壓，則功角也等于E0與與U之間的相位角。之間的相位角。對

46、于凸極機(jī)，直交軸方向氣隙不均勻，對于凸極機(jī)，直交軸方向氣隙不均勻，XdXq，多了一個(gè)多了一個(gè)“反應(yīng)轉(zhuǎn)矩反應(yīng)轉(zhuǎn)矩” （書書P.P.5959）。）。若將功角特性兩邊若將功角特性兩邊除角轉(zhuǎn)速除角轉(zhuǎn)速 ，可得，可得轉(zhuǎn)矩與功角之間的轉(zhuǎn)矩與功角之間的關(guān)系，稱為矩角特關(guān)系，稱為矩角特性。性。seesXUEPUIPXEI sin3cos3sincos00 功功角角特特性性為為，集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)(a)隱極機(jī)隱極機(jī) (b) 凸極機(jī)凸極機(jī)圖圖4-18 同步發(fā)電機(jī)的功角特性同步發(fā)電機(jī)的功角特性集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣

47、設(shè)備及系統(tǒng) 同步發(fā)電機(jī)有功功率調(diào)節(jié)同步發(fā)電機(jī)有功功率調(diào)節(jié) 單機(jī)運(yùn)行（或與小電網(wǎng)并聯(lián)）時(shí)單機(jī)運(yùn)行（或與小電網(wǎng)并聯(lián)）時(shí)，發(fā)電機(jī)輸出的有、，發(fā)電機(jī)輸出的有、無功功率完全由負(fù)載決定；無功功率完全由負(fù)載決定； 并聯(lián)運(yùn)行時(shí)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，若不增加油門只增加勵(lì)磁電流，由于，若不增加油門只增加勵(lì)磁電流，由于輸入有功功率不變，輸出的有功功率也不變（此時(shí)，輸入有功功率不變，輸出的有功功率也不變（此時(shí)，雖然雖然E0增加了，但增加了，但 角卻減?。Ｒ虼?，只有電樞電角卻減?。Ｒ虼?，只有電樞電流的相位發(fā)生變化，即輸出無功功率發(fā)生變化。流的相位發(fā)生變化，即輸出無功功率發(fā)生變化。 調(diào)節(jié)原動(dòng)機(jī)油門可以改變輸出的有功功率（或頻調(diào)

48、節(jié)原動(dòng)機(jī)油門可以改變輸出的有功功率（或頻率）；調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流則可改變輸出的無功功率（或電率）；調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流則可改變輸出的無功功率（或電壓）。壓）。 見見“補(bǔ)充說明（無功功率）補(bǔ)充說明（無功功率）”。 所謂所謂“過勵(lì)過勵(lì)”是指使發(fā)電機(jī)輸出感性無功的勵(lì)磁狀是指使發(fā)電機(jī)輸出感性無功的勵(lì)磁狀態(tài)，具體見態(tài)，具體見“補(bǔ)充說明（無功功率）補(bǔ)充說明（無功功率）” 。集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 當(dāng)勵(lì)磁電流不變時(shí)，當(dāng)勵(lì)磁電流不變時(shí)，PM與功率角成正比。與功率角成正比。 當(dāng)輸入機(jī)械功率增加時(shí)當(dāng)輸入機(jī)械功率增加時(shí)轉(zhuǎn)速增加轉(zhuǎn)速增加轉(zhuǎn)子磁場轉(zhuǎn)子磁場軸線相對于合成磁場軸線的空

49、間角（功率角）增大軸線相對于合成磁場軸線的空間角（功率角）增大 PM增大；反之亦然增大；反之亦然有功功率的調(diào)節(jié)中功有功功率的調(diào)節(jié)中功率角起著自動(dòng)平衡的調(diào)節(jié)作用。率角起著自動(dòng)平衡的調(diào)節(jié)作用。 如果轉(zhuǎn)子磁場軸線落后于合成磁場軸線的空間角如果轉(zhuǎn)子磁場軸線落后于合成磁場軸線的空間角 PM負(fù)值負(fù)值電動(dòng)機(jī)運(yùn)行電動(dòng)機(jī)運(yùn)行逆功率保護(hù)。逆功率保護(hù)。SMMPT 電磁轉(zhuǎn)矩與電磁功率成正比電磁轉(zhuǎn)矩與電磁功率成正比sMXUEP sin30 集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 空載特性及其實(shí)質(zhì)；空載特性及其實(shí)質(zhì)； 電樞反應(yīng)（電樞反應(yīng)（3種典型、一般情況）；種典型、一般情況）； 平

50、衡方程與相量圖（隱極機(jī)、不飽和）；平衡方程與相量圖（隱極機(jī)、不飽和）； 外特性與外特性與 u；調(diào)節(jié)特性；調(diào)節(jié)特性； 功角特性與有、無功調(diào)節(jié)功角特性與有、無功調(diào)節(jié)第二節(jié)要點(diǎn)第二節(jié)要點(diǎn)集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 本節(jié)的主要內(nèi)容本節(jié)的主要內(nèi)容 同步電動(dòng)機(jī)的基本原理同步電動(dòng)機(jī)的基本原理 同步電動(dòng)機(jī)的無功功率調(diào)節(jié)同步電動(dòng)機(jī)的無功功率調(diào)節(jié) 同步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)同步電動(dòng)機(jī)起動(dòng) 永磁同步電動(dòng)機(jī)（教學(xué)大綱未要求，不介紹）永磁同步電動(dòng)機(jī)（教學(xué)大綱未要求，不介紹）集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)4.3.1 同步電動(dòng)機(jī)同步電動(dòng)機(jī)(

51、synchronous generator)的的基本原理基本原理 由同步發(fā)電機(jī)的功角特性由同步發(fā)電機(jī)的功角特性可知：當(dāng)同步發(fā)電機(jī)處于空載可知：當(dāng)同步發(fā)電機(jī)處于空載狀態(tài)并聯(lián)在電網(wǎng)時(shí)，若將原動(dòng)狀態(tài)并聯(lián)在電網(wǎng)時(shí)，若將原動(dòng) 轉(zhuǎn)動(dòng)原理：轉(zhuǎn)動(dòng)原理： 結(jié)論：結(jié)論：功角功角 0 ，輸出輸出P 0 ，即輸入即輸入P，變成變成同步電動(dòng)機(jī)。同步電動(dòng)機(jī)。 轉(zhuǎn)速仍然是同步轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速仍然是同步轉(zhuǎn)速。機(jī)通過離合器脫開，此時(shí)轉(zhuǎn)子在機(jī)械阻轉(zhuǎn)矩的作用機(jī)通過離合器脫開，此時(shí)轉(zhuǎn)子在機(jī)械阻轉(zhuǎn)矩的作用下將減速，電機(jī)的功角下將減速，電機(jī)的功角 0 ，輸出的有功功率為負(fù)輸出的有功功率為負(fù)值，即表示從電網(wǎng)吸收有功功率。也就是說：同步值，即表示

52、從電網(wǎng)吸收有功功率。也就是說：同步發(fā)電機(jī)就變成了同步電動(dòng)機(jī)。發(fā)電機(jī)就變成了同步電動(dòng)機(jī)。集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 同步發(fā)電機(jī)負(fù)載后，氣隙合成磁場同步發(fā)電機(jī)負(fù)載后，氣隙合成磁場F ，相當(dāng)于在同步發(fā)電，相當(dāng)于在同步發(fā)電機(jī)的定子上存在一個(gè)磁極。一般情況下，氣隙磁場機(jī)的定子上存在一個(gè)磁極。一般情況下，氣隙磁場F 滯后于滯后于勵(lì)磁磁場勵(lì)磁磁場Ff一個(gè)角度一個(gè)角度 (即電壓即電壓U滯后空載電動(dòng)勢滯后空載電動(dòng)勢E0的角度的角度 )，因此同步發(fā)電機(jī)負(fù)載時(shí)，相當(dāng)于因此同步發(fā)電機(jī)負(fù)載時(shí)，相當(dāng)于Ff 拖著拖著F 旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)。TM為制為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。動(dòng)轉(zhuǎn)矩。如果減小原動(dòng)機(jī)

53、的機(jī)械功率，則電磁功率也減小如果減小原動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率，則電磁功率也減小當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)， F 與與Ff 重合重合電磁轉(zhuǎn)矩為零電磁轉(zhuǎn)矩為零臨界狀態(tài)。臨界狀態(tài)。如果此時(shí)脫開原動(dòng)機(jī)如果此時(shí)脫開原動(dòng)機(jī)阻力阻力 Ff 滯后滯后F 一個(gè)一個(gè) TM為為驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩電動(dòng)狀態(tài)電動(dòng)狀態(tài)只能用變頻才能調(diào)速。只能用變頻才能調(diào)速。 負(fù)載時(shí)的氣隙磁場負(fù)載時(shí)的氣隙磁場集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)4.3.2 同步電動(dòng)機(jī)的無功功率調(diào)節(jié)同步電動(dòng)機(jī)的無功功率調(diào)節(jié) 有功功率：取決于負(fù)載轉(zhuǎn)矩。若負(fù)載變勵(lì)磁有功功率：取決于負(fù)載轉(zhuǎn)矩。若負(fù)載變勵(lì)磁If 不變，不變，則則 變，無功和功率因數(shù)也將

54、變化。變，無功和功率因數(shù)也將變化。E0sin =XsIcos ， 變，變，Icos 也變，也變，Isin 也變，即無功和功率因數(shù)變。也變，即無功和功率因數(shù)變。結(jié)論：有功變，無功與功率因數(shù)都變。結(jié)論：有功變，無功與功率因數(shù)都變。 無功功率：若負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變而勵(lì)磁變，無功功率：若負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變而勵(lì)磁變， If變，變，E0也也變，而變，而E0sin 保持不變（能量守恒）。因此有保持不變（能量守恒）。因此有結(jié)論：無結(jié)論：無功變，有功保持不變。功變，有功保持不變。 無功的調(diào)節(jié)與同步發(fā)電機(jī)無功調(diào)節(jié)情況一樣。正常運(yùn)無功的調(diào)節(jié)與同步發(fā)電機(jī)無功調(diào)節(jié)情況一樣。正常運(yùn)行時(shí)，同步電動(dòng)機(jī)都工作在行時(shí)，同步電動(dòng)機(jī)都工作在“過

55、勵(lì)過勵(lì)”狀態(tài)，可向電網(wǎng)輸狀態(tài)，可向電網(wǎng)輸出感性無功。出感性無功。 這是使用它的目的。這是使用它的目的。集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 無功功率調(diào)節(jié)：無功功率調(diào)節(jié)：恒功率線恒功率線aa、恒定有功電流線、恒定有功電流線bb 與無窮大電網(wǎng)并聯(lián)時(shí)，發(fā)電機(jī)與無窮大電網(wǎng)并聯(lián)時(shí)，發(fā)電機(jī)電壓不變。若保持油門不變，則電壓不變。若保持油門不變，則Pe =3UIcos 不變，即不變，即Icos 和和E0sin 都都不變。此時(shí)，若調(diào)節(jié)不變。此時(shí)，若調(diào)節(jié)If ，勵(lì)磁磁勵(lì)磁磁通通 0 和空載電勢和空載電勢E0將發(fā)生變化。將發(fā)生變化。 由圖可見，調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流由圖可見，調(diào)節(jié)勵(lì)磁電

56、流 If ，空載電勢空載電勢E0發(fā)生變化，功率發(fā)生變化，功率因數(shù)角因數(shù)角 也隨之發(fā)生變化，輸出無功功率發(fā)生變化。也隨之發(fā)生變化，輸出無功功率發(fā)生變化。 勵(lì)磁電流?。ㄇ穭?lì)勵(lì)磁電流?。ㄇ穭?lì)-I超前）時(shí)，超前）時(shí)， E0小，小， 0 ，輸出超前，輸出超前的無功功率；勵(lì)磁電流增大，的無功功率；勵(lì)磁電流增大， E0也增大，當(dāng)也增大，當(dāng) =0 時(shí)，輸出無功時(shí)，輸出無功為零；繼續(xù)增大勵(lì)磁電流（過勵(lì)為零；繼續(xù)增大勵(lì)磁電流（過勵(lì)-I滯后）時(shí)，滯后）時(shí)， E0進(jìn)一步增大，進(jìn)一步增大， 0 ，輸出落后的無功功率。，輸出落后的無功功率。集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)1、發(fā)

57、電機(jī)輸出的有功和無功功率不直接決定于電、發(fā)電機(jī)輸出的有功和無功功率不直接決定于電網(wǎng)的負(fù)載，需通過調(diào)節(jié)或控制來改變。網(wǎng)的負(fù)載，需通過調(diào)節(jié)或控制來改變。2、改變發(fā)電機(jī)輸入的機(jī)械功率，可改變其輸出的、改變發(fā)電機(jī)輸入的機(jī)械功率，可改變其輸出的有功功率，但不能改變電網(wǎng)頻率。有功功率，但不能改變電網(wǎng)頻率。3、改變發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，可改變發(fā)電機(jī)輸出的、改變發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，可改變發(fā)電機(jī)輸出的無功功率，但不能改變電網(wǎng)的電壓。無功功率，但不能改變電網(wǎng)的電壓。集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 同步發(fā)電機(jī)與大電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)功率調(diào)節(jié)的結(jié)論同步發(fā)電機(jī)與大電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)功率調(diào)節(jié)

58、的結(jié)論1. 調(diào)節(jié)油門，可以調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出的有功功率大??；調(diào)節(jié)油門，可以調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出的有功功率大??；2. 調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，可以調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出的無功功率調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，可以調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出的無功功率大?。淮笮?；3. 調(diào)節(jié)一臺(tái)發(fā)電機(jī)的油門或者勵(lì)磁電流，電網(wǎng)的頻調(diào)節(jié)一臺(tái)發(fā)電機(jī)的油門或者勵(lì)磁電流，電網(wǎng)的頻率和電壓不會(huì)發(fā)生變化。率和電壓不會(huì)發(fā)生變化。 與大電網(wǎng)并聯(lián)與大電網(wǎng)并聯(lián)集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)輸出感性無功等于消耗容性無功；輸出感性無功等于消耗容性無功；輸出容性無功等于消耗感性無功。輸出容性無功等于消耗感性無功。未接電容之前消耗感性，電容消耗容性無功后，

59、整未接電容之前消耗感性，電容消耗容性無功后，整個(gè)電路不消耗無功功率。個(gè)電路不消耗無功功率。集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 分析：分析：若直接將靜止不動(dòng)的同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)行若直接將靜止不動(dòng)的同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)行勵(lì)磁，而在定子三相電樞繞組通入三相交流電，在氣勵(lì)磁，而在定子三相電樞繞組通入三相交流電，在氣隙中將有勵(lì)磁磁場（恒定不變）和電樞磁場（旋轉(zhuǎn)）隙中將有勵(lì)磁磁場（恒定不變）和電樞磁場（旋轉(zhuǎn)）同時(shí)存在，當(dāng)電樞磁場超前勵(lì)磁磁場時(shí)，將拖動(dòng)勵(lì)磁同時(shí)存在，當(dāng)電樞磁場超前勵(lì)磁磁場時(shí)，將拖動(dòng)勵(lì)磁磁場轉(zhuǎn)動(dòng)，由于磁場轉(zhuǎn)動(dòng)，由于轉(zhuǎn)子存在著慣性，轉(zhuǎn)子存在著慣性，而電樞磁場轉(zhuǎn)

60、速又而電樞磁場轉(zhuǎn)速又很快，很快， 在在180內(nèi)電樞磁場內(nèi)電樞磁場不能及時(shí)將轉(zhuǎn)子拉入同不能及時(shí)將轉(zhuǎn)子拉入同步，步，而而 超過超過180后，電樞磁場與勵(lì)磁磁場的相互后，電樞磁場與勵(lì)磁磁場的相互作用力變成斥力，于是在一個(gè)周期內(nèi)，電磁轉(zhuǎn)矩的平作用力變成斥力，于是在一個(gè)周期內(nèi)，電磁轉(zhuǎn)矩的平均值為零。均值為零。因此，同步電動(dòng)機(jī)不能直接起動(dòng)。因此，同步電動(dòng)機(jī)不能直接起動(dòng)。4.3.3 同步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)同步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 拉入同步、異步起動(dòng)和變頻起動(dòng)法拉入同步、異步起動(dòng)和變頻起動(dòng)法 拉入同步法：拉入同步法：又稱間接起動(dòng)法，是通過其它機(jī)械又