同步電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)分析.ppt

1、一、電樞反應(yīng),電樞反應(yīng): 電樞磁通勢(shì)的基波在氣隙中使氣隙磁通的大小及位置均發(fā)生變化, 這種影響稱為電樞反應(yīng).,第六章 同步電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)分析,勵(lì)磁磁勢(shì)和電樞磁勢(shì)的區(qū)別,準(zhǔn)備工作,三個(gè)角 四個(gè)軸,內(nèi)功率因數(shù)角=00,交軸電樞反應(yīng),內(nèi)功率因數(shù)角=900,直軸去磁電樞反應(yīng),內(nèi)功率因數(shù)角=-900,直軸助磁電樞反應(yīng),內(nèi)功率因數(shù)角00900,既有交軸又有直軸去磁電樞反應(yīng),電樞磁勢(shì)和電樞電流分量,電樞反應(yīng)和機(jī)-電能量轉(zhuǎn)換,有功電流產(chǎn)生電磁力，并形成電磁轉(zhuǎn)矩 無功電流產(chǎn)生電磁力，不形成電磁轉(zhuǎn)矩,當(dāng)忽略電機(jī)本身參數(shù), =00, 有功電流產(chǎn)生電磁力, 并形成電磁轉(zhuǎn)矩Tem,=900, 無功電流產(chǎn)生電磁力, 不形成

2、電磁轉(zhuǎn)矩,1、凸極發(fā)電機(jī)的電磁過程,二、同步發(fā)電機(jī)方程式、向量圖,2、凸極發(fā)電機(jī)的電勢(shì)方程式,其中：,3、凸極發(fā)電機(jī)的相量圖,已知發(fā)電機(jī)的端電壓、負(fù)載電流和功率因數(shù)及參數(shù)ra 、xd、xq 。,已知內(nèi)功率因數(shù)角,按照電勢(shì)方程式的關(guān)系作出相量圖,未知內(nèi)功率因數(shù)角,1）利用方程式求出：,2）利用公式求出：,4、隱極發(fā)電機(jī)的電磁過程,5、隱極發(fā)電機(jī)的電勢(shì)方程式,其中,同步電抗的物理意義：表征地對(duì)稱負(fù)載下單位電樞電流三相聯(lián)合產(chǎn)生的電樞總磁場(chǎng)在電樞每相繞組中感應(yīng)電勢(shì),簡(jiǎn)化方程式,6、隱極發(fā)電機(jī)的等效電路：,只要去掉 ra 即可得到簡(jiǎn)化等效電路,7、隱極發(fā)電機(jī)的相量圖,已知發(fā)電機(jī)的端電壓、負(fù)載電流和功率因

3、數(shù)cos及參數(shù)ra 、xt,當(dāng)功率因數(shù)cos 滯后時(shí)的相量圖,三、同步發(fā)電機(jī)的特性,1、空載特性：,2、短路特性：,3、外特性：,4、調(diào)整特性：,1、并聯(lián)運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn),1、提高供電的可靠性 2、提高供電的經(jīng)濟(jì)性 3、提高電能 的質(zhì)量（主要是U和f）,無窮大電網(wǎng)：1）S 2）ZS 0 3）US = C 4） fS= C,四、并聯(lián)運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn),2、并聯(lián)運(yùn)行的條件和方法,條件： 1.電壓大小相位相同 2.頻率相同 3.電壓波形相同 4.相序相同,方法 1.準(zhǔn)同期法 2.自同期法,條件不滿足時(shí)對(duì)電機(jī)的影響,電機(jī)和電網(wǎng)之間有環(huán)流，定子繞組端部受力變形。 產(chǎn)生拍振電流和電壓，引起電機(jī)內(nèi)功率振蕩。 電機(jī)和電網(wǎng)之

4、間有高次諧波環(huán)流，增加損耗，溫度升高，效率降低。 電網(wǎng)和電機(jī)之間存在巨大的電位差而產(chǎn)生無法消除的環(huán)流，危害電機(jī)安全運(yùn)行。,五、有功功率,1、有功功率功角特性,定義： 并聯(lián)于無窮大電網(wǎng)的同步發(fā)電機(jī)，當(dāng)電網(wǎng)電壓和頻率恒定、參數(shù)（xd、xq、xt）為常數(shù)、空載電勢(shì)E0不變（即 If 不變）時(shí)，Pem=f ()為有功功率功角特性。,凸極電機(jī)的有功功率功角特性：,隱極電機(jī)的有功功率功角特性,功率極限值(隱極),發(fā)電機(jī)有功功率功角特性曲線,兩種電機(jī)功角特性的區(qū)別,功角的雙重物理意義,1、是電動(dòng)勢(shì) 和電壓 間的時(shí)間相角差 2、是勵(lì)磁磁勢(shì) 和合成磁勢(shì) 間的空間相角差,功角 意義的圖示A：,功角 意義的圖示B,

5、功角 是轉(zhuǎn)子磁極軸線和定子合成磁極軸線的空間夾角,判據(jù)：,隱極發(fā)電機(jī)的判據(jù)：比整步功率(kW/rad),靜態(tài)穩(wěn)定的概念： 指電網(wǎng)或原動(dòng)機(jī)方面出現(xiàn)某些微小擾動(dòng)時(shí)，同步發(fā)電機(jī)能在這種干擾消失后，繼續(xù)保持原來的平衡運(yùn)行狀態(tài),過載能力,隱極發(fā)電機(jī)的過載能力,六、無功功率,定義： 并聯(lián)于無窮大電網(wǎng)的同步發(fā)電機(jī)當(dāng)電網(wǎng)電壓和頻率恒定、參數(shù)（xd、xq、xt）為常數(shù)、空載電勢(shì)E0不變（即 If 不變）時(shí)，Q=f()為無功功率功角特性。,凸極發(fā)電機(jī)無功功率的功角特性,隱極發(fā)電機(jī)無功功率的功角特性,隱極發(fā)電機(jī)無功功率功角特性的幾個(gè)特殊點(diǎn),勵(lì)磁電流改變時(shí)的有功功率和無功功率功角特性,增大勵(lì)磁電流,同步發(fā)電機(jī)不同運(yùn)行方式時(shí)的相量圖,V形曲線:并聯(lián)于無窮大電網(wǎng)的同步發(fā)電機(jī)，保持有功功率不變時(shí)，表示電樞電流 I 和勵(lì)磁電流 If 的關(guān)系曲線 I = f（If）,V形曲線的幾個(gè)特點(diǎn),1、每條曲線的最低點(diǎn)：