電機學課件-同步電機電樞反應

同步電機電樞反應歡迎來到同步電機電樞反應的深入探討。本課程將詳細介紹這一重要概念，以及它對同步電機性能的影響。同步電機的結(jié)構(gòu)定子固定部分，包含三相繞組。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)部分，包含勵磁繞組或永磁體。氣隙定子和轉(zhuǎn)子之間的空間，用于磁場交互。同步電機定子與轉(zhuǎn)子間的磁場定子磁場由三相交流電流產(chǎn)生，形成旋轉(zhuǎn)磁場。轉(zhuǎn)子磁場由直流勵磁電流或永磁體產(chǎn)生，形成固定磁場。同步電機轉(zhuǎn)子的同步旋轉(zhuǎn)定子磁場旋轉(zhuǎn)以同步速度旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子跟隨被定子磁場拖動。同步速度達成轉(zhuǎn)子與定子磁場同步旋轉(zhuǎn)。同步電機轉(zhuǎn)子的位置表示電角度用電角度表示轉(zhuǎn)子相對定子的位置。時間可根據(jù)時間計算轉(zhuǎn)子位置。相位用相位角表示轉(zhuǎn)子位置。同步電機轉(zhuǎn)子磁場的表示1磁極方向N極和S極的指向。2磁通密度磁場強度的大小。3空間分布磁場在空間的分布情況。同步電機電樞磁場的表示三相繞組由三相交流電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。磁場強度與電流大小成正比。旋轉(zhuǎn)速度與電源頻率有關。同步電機轉(zhuǎn)子磁場與電樞磁場的疊加1轉(zhuǎn)子磁場固定方向的磁場。2電樞磁場旋轉(zhuǎn)的磁場。3合成磁場兩者疊加形成的總磁場。同步電機電樞磁場的旋轉(zhuǎn)三相電流產(chǎn)生交變磁場?？臻g分布120度相位差。旋轉(zhuǎn)磁場形成恒定幅值的旋轉(zhuǎn)磁場。同步電機轉(zhuǎn)子磁場與電樞磁場的夾角0°無負載轉(zhuǎn)子磁場與電樞磁場對齊。θ°負載時產(chǎn)生夾角，稱為功角。90°最大功率夾角接近90度時輸出最大功率。同步電機電樞反應的定義電樞反應是指電樞電流產(chǎn)生的磁場對主磁場的影響和作用。電樞電流定子繞組中流動的交流電流。主磁場轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的磁場。相互作用兩個磁場的相互影響。同步電機電樞反應的等效表示磁動勢法用磁動勢表示電樞反應。磁通法用磁通量表示電樞反應。同步電機電樞反應的分類直軸電樞反應沿著轉(zhuǎn)子磁極軸線方向的電樞反應分量。交軸電樞反應垂直于轉(zhuǎn)子磁極軸線方向的電樞反應分量。復合電樞反應直軸和交軸電樞反應的綜合效果。同步電機勵磁電流反應1勵磁電流轉(zhuǎn)子繞組中的直流電流。2主磁場產(chǎn)生固定方向的主磁場。3影響決定了同步電機的無負載特性。同步電機負荷電流反應負荷電流定子繞組中的交流電流。電樞磁場產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。影響改變總磁場分布，影響機器性能。同步電機電樞反應的合成1主磁場由勵磁電流產(chǎn)生。2電樞磁場由負荷電流產(chǎn)生。3合成磁場主磁場和電樞磁場的矢量和。同步電機電樞反應的向量表示矢量圖用矢量表示各磁場分量。相角表示各磁場之間的角度關系。幅值表示各磁場的強度。同步電機勵磁電流反應與負荷電流反應的關系無負載僅有勵磁電流反應，電樞磁場為零。有負載勵磁電流反應和負荷電流反應共同作用。同步電機電樞反應的等效電路電樞電阻表示定子繞組的歐姆損耗。同步電抗表示電樞反應的感應效應。漏抗表示漏磁通的影響。同步電機轉(zhuǎn)子電流的計算勵磁電壓施加在轉(zhuǎn)子繞組上的直流電壓。轉(zhuǎn)子電阻考慮轉(zhuǎn)子繞組的電阻。轉(zhuǎn)子電流根據(jù)歐姆定律計算。同步電機激磁繞組電流的計算Vf勵磁電壓直流電源提供的電壓。Rf勵磁電阻激磁繞組的電阻。If激磁電流If=Vf/Rf同步電機轉(zhuǎn)子電流對電樞磁場的影響1主磁場產(chǎn)生轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生主磁場。2磁場交互主磁場與電樞磁場相互作用。3性能影響影響機器的輸出特性。同步電機勵磁電流對電樞磁場的影響磁場強度增加勵磁電流可增強主磁場。飽和效應過大的勵磁電流可能導致磁路飽和。功率因數(shù)調(diào)節(jié)勵磁電流可改變功率因數(shù)。同步電機負荷電流對電樞磁場的影響磁場畸變負荷電流導致電樞磁場畸變。交互作用與主磁場相互作用，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。同步電機電樞反應對轉(zhuǎn)矩的影響電樞反應增強負荷增加，電樞反應增強。磁場交互主磁場與電樞磁場相互作用。轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動負載。同步電機電樞反應對效率的影響1銅損電樞電流增加導致銅損增加。2鐵損電樞反應影響磁場分布，改變鐵損。3效率總體效率受到影響。同步電機電樞反應對功率因數(shù)的影響功率因數(shù)電樞反應影響有功功率與視在功率的比值。電流相位電樞反應改變電流與電壓的相位關系。系統(tǒng)效率功率因數(shù)的變化影響整體系統(tǒng)效率。同步電機電樞反應對工作特性的影響電壓調(diào)節(jié)電樞反應影響端電壓的穩(wěn)定性。功率輸出電樞反應影響最大功率輸出能力。穩(wěn)定性電樞反應影響機器的動態(tài)穩(wěn)定性。降低同步電機電樞反應的方法1優(yōu)化設計改進磁路結(jié)構(gòu)，減小電樞反應。2阻尼繞組使用阻尼繞組減弱電樞反應影響。3勵磁控制通過調(diào)節(jié)勵磁電流來抵消電樞反應。同步電機電樞反應的補償靜態(tài)補償使用靜態(tài)無功補償裝置。動態(tài)補償采用勵磁