12第12章同步发电机的基本理论.ppt

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1、内容,12.3 隐极同步发电机的电动势方程式和相量图,12.1 同步发电机的空载运行,12.2 同步发电机的电枢反应,12.4 凸极同步发电机的电动势方程式和相量图,12.5 同步发电机的运行特性,掌握同步发电机的电枢反应概念，不同负载性质时电枢反应的性质。理解电枢磁动势的双反应理论及其在凸极发电机中的应用。掌握隐极和凸极同步发电机负载时的电磁过程。掌握隐极和凸极同步发电机的电动势方程式和相量图。理解电枢反应电抗和同步电抗的物理意义。掌握同步发电机的各种运行特性。,要求,12.1 同步发电机的空载运行,一、主磁通和漏磁通,二、空载特性,空载特性反映了电机主磁路的饱和程度：,空载特性：,12.2

2、 同步发电机的电枢反应,电枢反应：电枢磁动势对空载主磁场（主极磁场）产生的影响称为电枢反应。,电枢反应性质（交磁、去磁、增磁）:,负载运行时:,即 取决于发电机负载的性质。,一、时的电枢反应,气隙合成磁动势,交轴电枢反应使气隙磁场的轴线位置发生变化，幅值也发生变化。,只有交轴电枢反应：,二、时的电枢反应,气隙合成磁动势,三、时的电枢反应,气隙合成磁动势,四、一般情况下的电枢反应,同理分析可得：此时的电枢反应性质为：交磁和直轴增磁。,同步发电机电枢反应的性质,五、时-空统一相量图,时-空统一相量图,用时-空相量图分析电枢反应的性质十分直观简便。,12.3 隐极同步发电机的电动势方程式和相量图,一

3、、电动势方程式,2.电动势方程式,得,忽略很小的 时：,同步电抗 是同步电机的一个重要参数，它综合反映了电枢主磁场和漏磁场的作用。大小影响同步发电机端电压波动程度、发电机运行的稳定性，短路电流的大小。,二、相量图,常用计算公式：,讲解 例 12.3.1,12.4 凸极同步发电机的电动势方程式和相量图,一、双反应理论,旋转的 作用在不同位置时，遇到的磁阻不同，产生的 不同，对应 也不同。,双反应理论：,不论 作用在什么位置，总是先把它分解为 和，这两个分量分别固定地作用在直轴和交轴磁路上，各自产生直轴和交轴电枢反应，即“双反应”，最后再把结果叠加起来。,二、电动势方程式,2.电动势方程式,用双反

4、应理论,得,忽略很小的 时：,隐极发电机,三、相量图,已知量：,为了画相量图，应先求出,由相量图：,讲解 例 12.4.1,12.5 同步发电机的运行特性,一、空载特性,用途：表征磁路饱和情况，磁路设计的合理性；与短路特性配合可以确定同步电抗参数。,取磁滞回线的平均值作为空载特性曲线。,实验测取方法：,二、短路特性,短路特性是直线：,短路电流不大:,从磁路看：,同步发电机稳态三相短路是没有危险的。,三、外特性,负载性质不同，外特性曲线形状不同:,感性负载时，外特性是下降的。,容性负载 时，外特性是上升的。,感性负载 阻性负载 容性负载,电压变化率：,在 下：,电压变化率是同步发电机重要的运行性能指标。反映了端电压波动的程度。现代同步发电机装有自动调压装置，可自动调节励磁电流，维持电压基本不变。,四、调整特性,当 Ia 变化时，U将发生变化，为保持U 恒定，可以通过调节 If 来实现。,根据调整特性，在 一定时，可确定在给定Ia变化范围内，维持U 不变所需 If 的调节范围。,本章结束,