電機學課件熊永前ch6-4

1、6.4同步發(fā)電機的并聯(lián)運行功角特性有功功率調(diào)節(jié)與靜態(tài)特性無功功率調(diào)節(jié)與V形曲線一、投入并聯(lián)的條件和方法1.并聯(lián)條件發(fā)電機端電壓與電網(wǎng)電壓滿足以下條件：(1) 波形相同(2) 頻率相同(3) 幅值相同(4) 相位相同(5) 相序相同2.并聯(lián)方法準確同步法直接接法向量圖接線圖直接接法：電機各端與電網(wǎng)同相端對應，三燈泡同時亮、暗，當燈泡亮、暗頻率很低并且燈泡變暗的瞬間為合閘的最佳時機。準確同步法交叉接法接線圖向量圖交叉接法：一相燈泡同端連接，另外兩組交叉連接，三組燈泡依次亮、暗，當三組燈泡亮度旋轉速度很慢且第一組燈泡變暗的瞬間為合閘的最佳時機。二、同步發(fā)電機的功率和轉矩平衡方程輸出電功率nP (電磁

2、功率)P (輸入功率)P2em1原動機ppFe鐵耗pad附加損耗Cu1定子繞組銅耗pP1mec機械損耗1.功率平衡方程= P1 - ( pmec+ pFe+ pad )PemP2= Pem- pCu1對于隱極同步發(fā)電機：2.轉矩平衡方程= pmec+ pFe + pad空載損耗： p0P1 - p0 = Pem兩邊除以機械角速度則：T1 - T0= Tem驅動轉矩空載轉矩電磁轉矩三、功角特性忽略定子電阻時，= mUI cosj= mUI cos(y -q )= mUIq cosq + mUId P2Pemsinq因為，所以可以忽略漏抗壓降，從圖中可以看出，稱為功率角= U sinqIqXU s

3、inq = XIqqq= (E0 -U cosq )E0 = U cosq ) + Id XdIdXdmU 2mE U11P= 0sinq +) sin 2q-(emX2XXdqd三、功角特性mU 2mE U11P= 0sinq +) sin 2q-(emX2XXdqd基本電磁功率附加電磁功率（磁阻功率）隱極電機Xd = Xq = Xt ,功角特性簡化為P= mE0U sinqemXt用標么值表示為：隱極同步發(fā)電機功角特性E*U *P= 0sinq*emX *t三、功角特性凸極電機功角特性的一般化表達式mU 2mE U11P= 0sinq +) sin 2q-(emX2XXdqd基本電磁功率附

4、加電磁功率用標么值表示為：E*U *U *211P= 0sinq +) sin 2q*-(emX *X *X *2dqd凸極同步發(fā)電機功角特性四、有功功率調(diào)節(jié)與靜態(tài)特性為分析簡便，以下都以隱極電機為例，并且不計飽和影響， 忽略電樞電阻，視電網(wǎng)為“無窮大電網(wǎng)”，即 U 和 f 保持恒定。1.有功功率調(diào)節(jié)要增加發(fā)電機輸出功率(有功功率)，就必須增加原動機輸入功率，使功率角增大。當角增至90，輸出電磁功率達最大值Pemmax時，若繼續(xù)增加輸入功率，則輸入和輸出之間的平衡Pemmax關系被破壞，致使電機轉子不斷加速并最終失步。極限功率。稱為2.靜態(tài)穩(wěn)定假設電機原工作于A點，當某種微笑擾動使輸入有效功率

5、增加PT時，電機將平衡于B點，相應的電磁功率也增加PT。當擾動小時后，電磁功率大于輸入有效功率，起制動作用，轉子減速，電機最后回到A平衡點。同理，可以分析出如果電機起始工作于C點，當有微小擾動時，電機無法穩(wěn)定工作。2.靜態(tài)穩(wěn)定當電網(wǎng)或原動機偶然發(fā)生微小擾動時，若在擾動消失后發(fā)電機能自行回復到原運行狀態(tài)穩(wěn)定運行，則稱發(fā)電機是靜態(tài)穩(wěn)定的；反之，就是不穩(wěn)定的。穩(wěn)定運行區(qū)域：dPem / dq 0。對隱極電機穩(wěn)定運行區(qū)域為90= dPem其值越大，表明保持同步的能力越高，發(fā)電機的性能越好整步功率系數(shù) Psyndq= Psyn/ W整步轉矩系數(shù)Tsyn= dPem= m E0U cosq隱極電機Pdqs

6、ynXt= m E0U cosqTsynWXt凸極電機P= m E0U cosq + mU 2 (11) cos 2q-synXXXdq1d1U 2E U= m 0cosq + m) cos 2q-Tsyn(WXdWXqXd過載能力kM：最大電磁功率與額定功率之比五、無功功率調(diào)節(jié)與V形曲線1.無功功率調(diào)節(jié)以隱極電機為例，忽略電樞電阻，輸出有功功率恒定P= mE0U sinq = 常數(shù)Esinq = 常數(shù)em0XtP2 = mUI cosj = 常數(shù)I cosj = 常數(shù)sinq，故 E0= I cosj = 常數(shù)又P= P2emXt由圖可以看出，E0的末端軌跡在直線CD上移動，I的末端軌跡在直線AB上移動。2.V形曲線當調(diào)節(jié)勵磁電流 If 時，E0 變化，若cosj =1，則I 最小，若If