電機(jī)學(xué)-同步發(fā)電機(jī)的并聯(lián)運(yùn)行課件

1、第十一章 同步發(fā)電機(jī)的并聯(lián)運(yùn)行11-1 概述一、并聯(lián)運(yùn)行的必要性(1)電能的供應(yīng)可以相互調(diào)劑，合理使用，從而更合理地利用動(dòng)力資源和發(fā)電設(shè)備。 增加供電的可靠性。一臺(tái)發(fā)電機(jī)的故障，不致于造成停電事故，同時(shí)，也減少了備用容量。 供電的質(zhì)量增加了。由于系統(tǒng)容量很大，一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、加載、停機(jī)，對(duì)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，幾乎就沒(méi)有影響，因此，電網(wǎng)的電壓和頻率能保持在要求的恒定范圍內(nèi)。 第十一章 同步發(fā)電機(jī)的并聯(lián)運(yùn)行11-1 概述一、并聯(lián)運(yùn)11-1 概述一、并聯(lián)運(yùn)行的必要性(2)系統(tǒng)愈大，負(fù)載就愈趨均勻，不同性質(zhì)的負(fù)載，相互起補(bǔ)償作用。就以地區(qū)來(lái)說(shuō)，地區(qū)大，時(shí)差也大，使用照明的時(shí)間也就錯(cuò)開(kāi)了，負(fù)載均勻，發(fā)電機(jī)就能經(jīng)

2、常滿(mǎn)載運(yùn)行，提高了設(shè)備的利用率，若電力系統(tǒng)處在尖峰負(fù)荷(短時(shí)用電量較大)，可以用增開(kāi)擔(dān)負(fù)尖峰負(fù)載的發(fā)電機(jī)來(lái)解決，不使電網(wǎng)中發(fā)電機(jī)的負(fù)載均衡性遭到破壞。聯(lián)成大電力系統(tǒng)后，有可能使發(fā)電廠的布局更加合理。在產(chǎn)煤區(qū)，多布置一些火力發(fā)電廠，在水力資源豐富的地方，多布置一些水力發(fā)電廠，然后，利用高壓輸電線對(duì)工業(yè)中心區(qū)域供電。 11-1 概述一、并聯(lián)運(yùn)行的必要性(2)系統(tǒng)愈大，負(fù)載就11-1 概述二、無(wú)限大電網(wǎng)無(wú)限大電網(wǎng)：現(xiàn)代的電力系統(tǒng)容量很大，系統(tǒng)的電壓和頻率可以看作是不變的，即U=常數(shù)，f常數(shù)， 這樣的電網(wǎng)稱(chēng)為無(wú)限大電網(wǎng)，所以無(wú)限大電網(wǎng)實(shí)際上是相當(dāng)于一個(gè)內(nèi)阻抗等于零的恒頻、恒壓電源。由于并網(wǎng)后的發(fā)電機(jī)運(yùn)

3、行情況要受到電力系統(tǒng)的制約，也就是它的電壓、頻率要和電網(wǎng)一致而不能單獨(dú)變化。因此，對(duì)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行分析將與單機(jī)運(yùn)行有所不同。實(shí)際上，系統(tǒng)的容量是有限的無(wú)限大電網(wǎng)只是一個(gè)相對(duì)的概念負(fù)載增加時(shí)，就必須增加發(fā)電量，否則，電壓和頻率就會(huì)下降，只是大容量系統(tǒng)中，電壓和頻率的變動(dòng)很小而已。11-1 概述二、無(wú)限大電網(wǎng)無(wú)限大電網(wǎng)：現(xiàn)代的電力系統(tǒng)容三、研究并聯(lián)運(yùn)行時(shí)所用的規(guī)定正方向三、研究并聯(lián)運(yùn)行時(shí)所用的規(guī)定正方向11-2 同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)投入的條件和方法一、并聯(lián)投入條件 為了避免并聯(lián)合閘時(shí)引起電流、功率以及由此引起的發(fā)電機(jī)內(nèi)部的機(jī)械應(yīng)力的沖擊，將要投入電網(wǎng)的發(fā)電機(jī)應(yīng)滿(mǎn)足下列條件： 1. 發(fā)電機(jī)的電壓幅值等于電網(wǎng)

4、電壓幅值，而且波形一致。2.投入時(shí)，發(fā)電機(jī)的電壓相位與電網(wǎng)電壓相位一致，即3.發(fā)電機(jī)的頻率等于電網(wǎng)的頻率，即4.發(fā)電機(jī)的相序必須與電網(wǎng)相序一致。 11-2 同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)投入的條件和方法一、并聯(lián)投入條件11-2 同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)投入的條件和方法二、不滿(mǎn)足并聯(lián)投入條件的后果(1)、頻率相等，相序一致，但發(fā)電機(jī)電壓和電網(wǎng)電壓不相等。11-2 同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)投入的條件和方法二、不滿(mǎn)足并聯(lián)投11-2 同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)投入的條件和方法二、不滿(mǎn)足并聯(lián)投入條件的后果(2)、電壓相等，相序一致，但發(fā)電機(jī)頻率和電網(wǎng)頻率不相等。11-2 同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)投入的條件和方法二、不滿(mǎn)足并聯(lián)投11-2 同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)投入的條件

5、和方法二、不滿(mǎn)足并聯(lián)投入條件的后果(3)、電壓相等，頻率相等，但發(fā)電機(jī)相位和電網(wǎng)相位不相等。相序不同是絕對(duì)不允許投入的。因?yàn)榧词鼓诚酀M(mǎn)足了前面三個(gè)條件，但其它兩相由于相序不同而使電壓相位相差120度 ，它將引起很大的沖擊環(huán)流，危害電機(jī)的安全運(yùn)行。由于汽輪機(jī)和水輪機(jī)有一定的轉(zhuǎn)向，而且發(fā)電機(jī)出線都用顏色黃、綠、紅標(biāo)明，在裝置開(kāi)關(guān)時(shí)，首先就要布置好相序，所以在發(fā)電廠一般不會(huì)出現(xiàn)相序錯(cuò)誤。 11-2 同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)投入的條件和方法二、不滿(mǎn)足并聯(lián)投11-2 同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)投入的條件和方法三、并聯(lián)投入方法(1)整步過(guò)程：把發(fā)電機(jī)投入到電網(wǎng)所進(jìn)行的操作過(guò)程稱(chēng)為整步過(guò)程（或稱(chēng)并車(chē))，整步方法：準(zhǔn)整步和自整步。

6、 準(zhǔn)整步：把發(fā)電機(jī)調(diào)整到完全合乎并聯(lián)投入，然后投入電網(wǎng)，這種方法叫準(zhǔn)整步。自整步；首先校驗(yàn)發(fā)電機(jī)的相序，并按照規(guī)定的轉(zhuǎn)向(和定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向一致)把發(fā)電機(jī)拖動(dòng)到接近同步速旋轉(zhuǎn)，把勵(lì)磁繞組通過(guò)一限流電阻短路(不加勵(lì)磁)，然后把發(fā)電機(jī)投入電網(wǎng)，并立即加上勵(lì)磁，依靠定、轉(zhuǎn)子間形成的電磁力矩，把轉(zhuǎn)子自動(dòng)地拉入同步。 11-2 同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)投入的條件和方法三、并聯(lián)投入方法11-2 同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)投入的條件和方法三、并聯(lián)投入方法(2)討論：1）進(jìn)行自整步操作時(shí)要注意，發(fā)電機(jī)投入電網(wǎng)時(shí)，勵(lì)磁繞 組不 應(yīng)開(kāi)路，否則勵(lì)磁繞組中將感生危險(xiǎn)高壓；勵(lì)磁繞組也不直接 短路，否則合閘時(shí)定子電流會(huì)有很大沖擊。通常的做法

7、是把滅磁電阻接入閉合的勵(lì)磁回路作為限流電阻。 2）自整步法主要缺點(diǎn)是投網(wǎng)時(shí)沖擊電流稍大。 11-2 同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)投入的條件和方法三、并聯(lián)投入方法11-2 同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)投入的條件和方法三、并聯(lián)投入方法(3)準(zhǔn)整步法并車(chē)方法： 為判斷發(fā)電機(jī)是否滿(mǎn)足并聯(lián)投入條件，常常采用同步指示器，最簡(jiǎn)單的同步指示器由三組同步指示燈組成。同步指示器有兩種接法，一種是暗燈法，另一種叫旋轉(zhuǎn)燈光法。11-2 同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)投入的條件和方法三、并聯(lián)投入方法11-2 同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)投入的條件和方法三、并聯(lián)投入方法(4)采用準(zhǔn)整步法并車(chē)的判斷方法： 1. 暗燈法 在并聯(lián)刀閘的對(duì)應(yīng)端接上三組燈泡，如圖114所示，每一組燈泡稱(chēng)

8、為相燈，由于相燈兩端電壓最大可達(dá)兩倍相電壓，因此，對(duì)于相電壓為220伏的發(fā)電機(jī)，應(yīng)用兩個(gè)220伏的燈泡串聯(lián)作為一組相燈，如果發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)電壓較高，必須用電壓互感器降壓后再接相燈，而且發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)的電壓互感器必須有相同的聯(lián)結(jié)組別。 11-2 同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)投入的條件和方法三、并聯(lián)投入方法11-2 同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)投入的條件和方法并聯(lián)投入方法(5)1. 暗燈法 11-2 同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)投入的條件和方法并聯(lián)投入方法(5三、并聯(lián)投入方法(6)1. 暗燈法 發(fā)電機(jī)的相序和電網(wǎng)的相同，電壓也相同，但 ，則發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)這兩組電壓相量之間就有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。故三組相燈上的電壓同時(shí)發(fā)生變化，于是三組燈將同時(shí)亮，同時(shí)滅，

9、亮滅的快慢決定于 ，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，直到三組燈亮、滅變化很慢時(shí)，就表示 ，當(dāng)三組燈同時(shí)熄滅， AS、 AG間電壓表讀數(shù)為零時(shí)，就表示發(fā)電機(jī)巳經(jīng)滿(mǎn)足了并聯(lián)投入條件，此時(shí)就可合閘。 三、并聯(lián)投入方法(6)1. 暗燈法 發(fā)電機(jī)的相序和電網(wǎng)的相同2. 燈光旋轉(zhuǎn)法 在暗燈法中，如果相序接錯(cuò)，相燈的燈光就會(huì)旋轉(zhuǎn)起來(lái)。如果把兩組相燈接在不同的相之間，使它們?cè)谡_的相序下。出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)的燈光，這種并聯(lián)合閘的方法，叫做燈光旋轉(zhuǎn)法。 2. 燈光旋轉(zhuǎn)法 在暗燈法中，如果相序接錯(cuò)，相燈的燈光就會(huì)旋電機(jī)學(xué)-同步發(fā)電機(jī)的并聯(lián)運(yùn)行11-3 同步發(fā)電機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩平衡方程式一、功率平衡方程式(1)發(fā)電機(jī)對(duì)稱(chēng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，原動(dòng)機(jī)投

10、入到發(fā)電機(jī)的機(jī)械功率為P1 ，扣除發(fā)電機(jī)的機(jī)械損耗pm，鐵耗pfe 和附加損耗pad后，通過(guò)電磁感應(yīng)和定、轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的相互作用，機(jī)械能就轉(zhuǎn)換為電能，這部分轉(zhuǎn)換的功率稱(chēng)為電磁功率PM，用方程式表示為 11-3 同步發(fā)電機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩平衡方程式一、功率平衡方11-3 同步發(fā)電機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩平衡方程式一、功率平衡方程式(2)說(shuō)明：轉(zhuǎn)子(勵(lì)磁)銅耗沒(méi)有列入上列功率方程式11-3 同步發(fā)電機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩平衡方程式一、功率平衡方11-3 同步發(fā)電機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩平衡方程式二、轉(zhuǎn)矩方程式(1)T1為原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩T0為發(fā)電機(jī)空載轉(zhuǎn)矩TM為發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩11-3 同步發(fā)電機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩平衡方程式二、轉(zhuǎn)矩方程式1

11、1-4 同步電機(jī)的功角特性功率角：指勵(lì)磁電動(dòng)勢(shì) 和電網(wǎng)電壓 這兩個(gè)向量之間的夾角 功角特性：指同步電機(jī)接在電網(wǎng)上對(duì)稱(chēng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，電機(jī)的電磁功率與功率角之間的關(guān)系。功角特性是同步電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行的基本特性之一。通過(guò)功角特性，就可以確定穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)所能發(fā)出的最大電磁功率，還可以用它來(lái)分析靜態(tài)穩(wěn)定等問(wèn)題。 11-4 同步電機(jī)的功角特性功率角：指勵(lì)磁電動(dòng)勢(shì) 一、隱極式同步發(fā)電機(jī)的功角特性(1)推導(dǎo)：一、隱極式同步發(fā)電機(jī)的功角特性(1)推導(dǎo)：功角特性證明()功角特性證明()11-4 同步電機(jī)的功角特性一、隱極式同步發(fā)電機(jī)的功角特性(2)（1）保持勵(lì)磁電流不變時(shí)，電磁功率與功角按正弦曲線變化，正半波代表發(fā)

12、電機(jī)工況。（2）電磁功率一定時(shí)，改變勵(lì)磁電流 ，若 ，則1211-4 同步電機(jī)的功角特性一、隱極式同步發(fā)電機(jī)的功角特11-4 同步電機(jī)的功角特性一、隱極式同步發(fā)電機(jī)的功角特性(3)討論：1）若功角特性?xún)蛇呁酝綑C(jī)械角速度2）不同的勵(lì)磁電流產(chǎn)生不同的勵(lì)磁電動(dòng)勢(shì)E0，因 此可以得到不同的功角特性3）若用標(biāo)么值表示11-4 同步電機(jī)的功角特性一、隱極式同步發(fā)電機(jī)的功角特二、凸極式同步發(fā)電機(jī)的功角特性(1)二、凸極式同步發(fā)電機(jī)的功角特性(1)11-4 同步電機(jī)的功角特性二、凸極式同步發(fā)電機(jī)的功角特性(2)基本電磁功率附加電磁功率E01，為保持電樞繞組的總磁通 不變，除有功電流外，電樞電流還將出 現(xiàn)

13、超前的去磁無(wú)功電流分量（從發(fā)電機(jī) 慣例來(lái)看，它仍為滯后的去磁無(wú)功電 流）。因此電樞電流將較正常勵(lì)磁時(shí)大， 電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)為超前的；欠勵(lì)磁：當(dāng)勵(lì)磁電流小于正常勵(lì)磁電流（欠勵(lì)） 時(shí)，E02E01 ，電樞電流將出現(xiàn)一個(gè)滯 后的無(wú)功電流分量，此時(shí)電樞電流也應(yīng) 比正常勵(lì)磁時(shí)大，功率因數(shù)則為滯后的。同步電動(dòng)機(jī)和同步調(diào)相機(jī)12-2 同步電動(dòng)機(jī)的V形曲線同步 ，隱板電動(dòng)機(jī)達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行極限。圖129中虛線表示出電動(dòng)機(jī)不穩(wěn)定區(qū)的界限 。同步電動(dòng)機(jī)和同步調(diào)相機(jī)12-2 同步電動(dòng)機(jī)的V形曲線同步電動(dòng)機(jī)的V形曲線 圖129表示三個(gè)不同的電磁功率值時(shí)的V形曲線，由于同步電動(dòng)機(jī)最大電磁功率PM與E0成正比，當(dāng)減小勵(lì)磁電流

14、時(shí)，它的過(guò)載能力也要降低，而對(duì)應(yīng)的功率角則增大，這樣一來(lái)，當(dāng)勵(lì)磁電流減到一定的數(shù)值時(shí)，將增為 ，隱板電動(dòng)機(jī)達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行極限。圖129中虛線表示出電動(dòng)機(jī)同步電動(dòng)機(jī)和同步調(diào)相機(jī)12-2 同步電動(dòng)機(jī)的V形曲線同步電動(dòng)機(jī)的V形曲線討論：改變勵(lì)磁可以調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)，這是同步電動(dòng)機(jī)最可貴的特性。因?yàn)樵陔娋W(wǎng)上主要的負(fù)載是異步電動(dòng)機(jī)和變壓器，它們都要從電網(wǎng)中吸收電感性無(wú)功功率，如果將運(yùn)行在電網(wǎng)上的同步電動(dòng)機(jī)工作在過(guò)勵(lì)狀態(tài)，使它們從電網(wǎng)中吸收電容性無(wú)功功率（即向電網(wǎng)發(fā)出感性無(wú)功功率），從而提高了電網(wǎng)的功率因數(shù)。因此，為了改善電網(wǎng)的功率因數(shù)和提高電機(jī)的過(guò)載能力，現(xiàn)代同步電動(dòng)機(jī)的額定功率因數(shù)一般均設(shè)計(jì)為 10

15、.8（超前）。同步電動(dòng)機(jī)和同步調(diào)相機(jī)12-2 同步電動(dòng)機(jī)的V形曲線同步12-3 同步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法同步電動(dòng)機(jī)不具有自起動(dòng)能力 同步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩是由定子電流建立的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的相互作用而產(chǎn)生的，僅僅在兩者相對(duì)靜止時(shí)，才能得到平均電磁轉(zhuǎn)矩。如將同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子通入直流勵(lì)磁，并將定子繞組直接投入電網(wǎng)，這時(shí)定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所以不能產(chǎn)生恒定方向的電磁轉(zhuǎn)矩，電機(jī)不能起動(dòng)12-3 同步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法同步電動(dòng)機(jī)不具有自起動(dòng)能力同步電動(dòng)機(jī)不具有自起動(dòng)能力在圖(a)所示瞬間，電磁轉(zhuǎn)矩方向傾向于拖動(dòng)轉(zhuǎn)子逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，由于機(jī)械慣性，當(dāng)轉(zhuǎn)子還未轉(zhuǎn)起來(lái)時(shí)，定子磁場(chǎng)已轉(zhuǎn)了180度，達(dá)到圖(

16、b)位置，這時(shí)轉(zhuǎn)子又傾向予順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，結(jié)果轉(zhuǎn)子承受了一個(gè)交變的脈振轉(zhuǎn)矩，其平均值為零，故電動(dòng)機(jī)不能自起動(dòng)，為此必須借助其它方法。 同步電動(dòng)機(jī)不具有自起動(dòng)能力在圖(a)所示瞬間，電磁轉(zhuǎn)矩方向傾12-3 同步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法1 輔助電動(dòng)機(jī)起動(dòng) 選用和同步電機(jī)有相同極數(shù)的異步電動(dòng)機(jī)（容量為主機(jī)的5%15%）作為輔助電機(jī)，用輔助電機(jī)帶動(dòng)同步電動(dòng)機(jī)接近同步速，然后合主閘，并立即給同步電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁，利用自整步拉入同步。 也有用比同步電機(jī)極數(shù)少兩極的異步電動(dòng)機(jī)作為輔助電機(jī)，將主機(jī)拖到高于同步速后拉斷電源，當(dāng)轉(zhuǎn)速降到同步速時(shí)，再將同步電動(dòng)機(jī)投入電網(wǎng)，這樣可獲得更大的整步轉(zhuǎn)矩。 此法的缺點(diǎn)是不能在負(fù)載下起動(dòng)，否則

17、要求輔助電機(jī)的容量大，增加整個(gè)機(jī)組設(shè)備投資，所以此方法現(xiàn)在一般不用。 12-3 同步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法1 輔助電動(dòng)機(jī)起動(dòng) 12-3 同步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法2 調(diào)頻起動(dòng) 調(diào)頻起動(dòng)的實(shí)質(zhì)是設(shè)法改變定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速，使定、轉(zhuǎn)子之間產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩能帶動(dòng)轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)，為此，起動(dòng)時(shí)需要把調(diào)頻電源的頻率調(diào)得很低，然后逐步增加電源頻率直至額定頻率為止。 此方法的缺點(diǎn)是需要有一套變頻電源，而且勵(lì)磁機(jī)還要由其它電機(jī)拖動(dòng)，因?yàn)椴⒓ぶ绷靼l(fā)電機(jī)低速時(shí)不能產(chǎn)生所需的勵(lì)磁電壓，這種方法設(shè)備昂貴復(fù)雜，一般少用。 12-3 同步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法2 調(diào)頻起動(dòng) 調(diào)頻起動(dòng)3 異步起動(dòng) 現(xiàn)代的同步電動(dòng)機(jī)多數(shù)在轉(zhuǎn)子上裝有類(lèi)似于異步電動(dòng)機(jī)籠

18、式繞組的起動(dòng)繞組，結(jié)構(gòu)與同步發(fā)電機(jī)的阻尼繞組一樣，此時(shí)可采用類(lèi)似于起動(dòng)籠型異步電動(dòng)機(jī)的方法來(lái)起動(dòng)同步電動(dòng)機(jī)，這是同步電動(dòng)機(jī)最常用的起動(dòng)方法。 3 異步起動(dòng) 現(xiàn)代的同步電動(dòng)機(jī)多數(shù)在轉(zhuǎn)子上裝有類(lèi)似于異3 異步起動(dòng) 此方法是在勵(lì)磁回路串接約為勵(lì)磁繞組10倍的附加電阻而構(gòu)成閉合電路，然后把同步電動(dòng)機(jī)定子繞組直接投入電網(wǎng)，使之按異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)，等到轉(zhuǎn)速升到接近于同步轉(zhuǎn)速時(shí)，再接入勵(lì)磁電流，如圖1211所示，為了減少起動(dòng)電流，對(duì)大型同步電動(dòng)機(jī)，可采用降壓起動(dòng)。 3 異步起動(dòng) 此方法是在勵(lì)磁回路串接約為勵(lì)磁繞12-4 反應(yīng)式同步電動(dòng)機(jī)反應(yīng)式同步電動(dòng)機(jī) 在容量很小的同步電機(jī)中，不必裝設(shè)勵(lì)磁繞組，由于凸極轉(zhuǎn)子的

19、xdxq，就會(huì)出現(xiàn)凸極電磁功率和相應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩。這種電機(jī)由于只有電樞反應(yīng)磁場(chǎng)，所以叫做反應(yīng)式同步電動(dòng)機(jī)。又由于轉(zhuǎn)矩是直軸和交軸磁阻不同而產(chǎn)生的，所以又稱(chēng)為磁阻同步電動(dòng)機(jī)。這種電機(jī)用在各種自動(dòng)和遙控裝置、儀表、電鐘和電影機(jī)里，其功率可從百分之一瓦到數(shù)百瓦。 12-4 反應(yīng)式同步電動(dòng)機(jī)反應(yīng)式同步電動(dòng)機(jī) 在容量12-4 反應(yīng)式同步電動(dòng)機(jī)反應(yīng)式同步電動(dòng)機(jī)反應(yīng)式同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生可以用圖1212所示的簡(jiǎn)單模型來(lái)說(shuō)明，圖中N、S極表示電樞旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁極。 12-4 反應(yīng)式同步電動(dòng)機(jī)反應(yīng)式同步電動(dòng)機(jī)反應(yīng)式同步電動(dòng)反應(yīng)式同步電動(dòng)機(jī) 圖12一12(a)是一個(gè)圓柱形隱極轉(zhuǎn)子。當(dāng)轉(zhuǎn)子不勵(lì)磁時(shí)，無(wú)論其轉(zhuǎn)子直軸和電樞

20、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的軸線相差多大角度都不能產(chǎn)生切向電磁力及電磁轉(zhuǎn)矩。圖1212(b)是反應(yīng)式電動(dòng)機(jī)的空轉(zhuǎn)情況，電機(jī)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩TM0，于是定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)軸線和轉(zhuǎn)子磁極軸線重合，磁力線不發(fā)生扭斜，空載電流近似為I0U/xd，當(dāng)電動(dòng)機(jī)加上機(jī)械負(fù)載時(shí)，則由于轉(zhuǎn)矩不平衡，轉(zhuǎn)子將發(fā)生瞬時(shí)減速，于是轉(zhuǎn)子直軸將落后于電樞旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)軸線一個(gè)角度，如圖1212(c)所示，由圖可見(jiàn)，由于直軸磁路的磁阻較交軸的小很多，故磁力線仍由極靴處進(jìn)入轉(zhuǎn)子，使磁場(chǎng)發(fā)生扭斜，并由此產(chǎn)生與定子磁場(chǎng)轉(zhuǎn)向相同的磁阻轉(zhuǎn)矩和負(fù)載轉(zhuǎn)矩相平衡。如果角繼續(xù)增大到90度時(shí)，由圖1212(d)可見(jiàn)，這時(shí)氣隙磁場(chǎng)又是對(duì)稱(chēng)分布，其合成轉(zhuǎn)矩又變成零。 反應(yīng)式同步電動(dòng)

21、機(jī) 圖12一12(a)是一個(gè)圓柱形隱極轉(zhuǎn)子反應(yīng)式同步電動(dòng)機(jī)當(dāng)轉(zhuǎn)子不勵(lì)磁時(shí)，電磁功率和對(duì)應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩變?yōu)椋?電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與 角的關(guān)系是按照sin2規(guī)律變化。當(dāng) 時(shí)轉(zhuǎn)矩等于零， 時(shí)轉(zhuǎn)矩最大； 轉(zhuǎn)矩又等于零。電磁功率和電磁轉(zhuǎn)矩的最大值為 反應(yīng)式同步電動(dòng)機(jī)當(dāng)轉(zhuǎn)子不勵(lì)磁時(shí)，電磁功率和對(duì)應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩變?yōu)?2-5 同步調(diào)相機(jī)研究的必要性 電網(wǎng)的負(fù)載主要是異步電動(dòng)機(jī)和變壓器，它們都從電網(wǎng)吸取感性無(wú)功功率，而使電網(wǎng)的功率因數(shù)降低，減少有功功率的傳輸能力，并使整個(gè)電力系統(tǒng)的設(shè)備利用率和效率降低，如能在適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)把負(fù)載所需的感性無(wú)功功率就地供給，避免遠(yuǎn)距離輸送，則既減小線路損耗和電壓降，又可減輕發(fā)電機(jī)的負(fù)擔(dān)而充分

22、利用它的容量，應(yīng)用同步調(diào)相機(jī)便是解決這一問(wèn)題的一個(gè)很有效的方法。 同步調(diào)相機(jī)的原理和用途同步調(diào)相機(jī)：不帶機(jī)械負(fù)荷，運(yùn)行于電動(dòng)機(jī)狀態(tài)，專(zhuān)用來(lái)改善電網(wǎng)功率因數(shù)的同步電機(jī)稱(chēng)為同步調(diào)相機(jī)或稱(chēng)為同步補(bǔ)償機(jī)。除供應(yīng)本身?yè)p耗外，它并不從電網(wǎng)吸收更多的有功功率，因此同步調(diào)相機(jī)總是在接近于零的電磁功率和零功率因數(shù)的情況下運(yùn)行。 12-5 同步調(diào)相機(jī)研究的必要性 電網(wǎng)的負(fù)載主要是異步同步調(diào)相機(jī)的原理和用途假如忽略同步調(diào)相機(jī)的全部損耗，則電樞電流全是無(wú)功分量，其電動(dòng)勢(shì)方程式為 。過(guò)勵(lì)時(shí)可看作是電網(wǎng)的一個(gè)電容性無(wú)功負(fù)載，而欠勵(lì)時(shí)則為一個(gè)電感性的無(wú)功負(fù)載，只要調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，就能靈活地調(diào)節(jié)它的無(wú)功功率大小。同步調(diào)相機(jī)的原理和用途假如忽略同步調(diào)相機(jī)的全部損耗，則電樞電12-5 同步調(diào)相機(jī)同步調(diào)相機(jī)的特點(diǎn)1）同步調(diào)相機(jī)的額定容量是指它在過(guò)勵(lì)時(shí)的視在功率。勵(lì)磁繞組是根據(jù)最大勵(lì)磁電流引起的發(fā)熱來(lái)設(shè)計(jì)的，而它在欠勵(lì)運(yùn)行時(shí)的容量只有過(guò)勵(lì)容量的0.50.65倍，這是從實(shí)際運(yùn)行需要來(lái)決定的。 2）由于同步調(diào)相機(jī)不拖動(dòng)機(jī)械負(fù)荷，因而沒(méi)有靜態(tài)過(guò)載能力的要求，為了減少勵(lì)磁繞組的用銅量，它的氣隙比同步發(fā)電機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)的都要小些，因此，它的直軸同步電抗xd較大，其標(biāo)么值往往可達(dá)2以上。 3）為了