同步電機(jī)原理

1、電機(jī)學(xué)邱忠才西南交通大學(xué)電氣工程學(xué)院 同步電機(jī)同步電機(jī)基本理論和運(yùn)行特同步電機(jī)基本理論和運(yùn)行特性性同步發(fā)電機(jī)在大電網(wǎng)同步發(fā)電機(jī)在大電網(wǎng)上運(yùn)行上運(yùn)行同步發(fā)電機(jī)的不對同步發(fā)電機(jī)的不對稱運(yùn)行稱運(yùn)行同步電機(jī)的突然短路與振蕩同步電機(jī)的突然短路與振蕩定子通入三相電流產(chǎn)生轉(zhuǎn)速為n1的旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢形成感應(yīng)電流與定子磁場作用產(chǎn)生力矩轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)回顧異步電機(jī)的原理主要作電動機(jī)用主要作電動機(jī)用同步電機(jī)原理min)/(60 rpfn 步步。轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子子轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速與與旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)磁磁場場同同旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)磁磁場場轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子子旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子子直直流流勵勵磁磁同步電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能把機(jī)械

2、能轉(zhuǎn)換為電能 電動機(jī)電動機(jī)把電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能把電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能補(bǔ)償機(jī)補(bǔ)償機(jī)沒有有功功率的轉(zhuǎn)換，只發(fā)出或吸沒有有功功率的轉(zhuǎn)換，只發(fā)出或吸 收無功功率收無功功率 同步電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，主要取決于定子合成磁同步電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，主要取決于定子合成磁場與轉(zhuǎn)子主磁場之間的夾角場與轉(zhuǎn)子主磁場之間的夾角，稱為功率角稱為功率角 同步電機(jī)的基本理論和運(yùn)行特性 同步電機(jī)的結(jié)構(gòu) 同步電機(jī)同步電機(jī)一、同步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)一、同步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 形式形式旋轉(zhuǎn)電樞式旋轉(zhuǎn)電樞式 旋轉(zhuǎn)磁極式旋轉(zhuǎn)磁極式 隱極式隱極式（如汽輪發(fā)電機(jī)）（如汽輪發(fā)電機(jī)） 凸極式凸極式（如水輪發(fā)電機(jī)）（如水輪發(fā)電機(jī)） 磁極放在定子上磁極放在定子上 旋轉(zhuǎn)磁極式同

3、步電機(jī)的類型NS+隱極式隱極式NSNS+凸極式凸極式 同步電機(jī)由定子、轉(zhuǎn)子、端蓋和軸承等部件構(gòu)成同步電機(jī)的結(jié)構(gòu) 二、同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1.定子 定子繞組：三相對稱，一般采用三相雙層短距疊繞 組，也稱電樞繞組 定子鐵芯：一般由厚0.35mm或0.5mm的電工鋼片疊成 定子機(jī)座：支撐定子鐵芯3.氣隙 處于電樞內(nèi)圓和轉(zhuǎn)子磁極之間，氣隙層的厚度和形狀對電機(jī)內(nèi)部磁場的分布和同步電機(jī)的性能有重大影響。 2.轉(zhuǎn)子 汽輪發(fā)電機(jī)：隱極式，臥式結(jié)構(gòu) 注重通風(fēng)和冷卻 水輪發(fā)電機(jī)：凸極式，立式結(jié)構(gòu)， 分懸式和傘式，包括軸、轉(zhuǎn)子支架、磁軛、磁極及勵磁繞組、阻尼繞組等。 另：凸極同步發(fā)電機(jī)也有臥式（橫式）結(jié)構(gòu)。如同步電動

4、另：凸極同步發(fā)電機(jī)也有臥式（橫式）結(jié)構(gòu)。如同步電動機(jī)、同步補(bǔ)償機(jī)等機(jī)、同步補(bǔ)償機(jī)等 同步電機(jī)的結(jié)構(gòu) 三、同步電機(jī)的額定值NNNNNNIUP cos3cosS 三三相相交交流流發(fā)發(fā)電電機(jī)機(jī)：Ncos3 NNNNIUP 三三相相交交流流電電動動機(jī)機(jī)：).();()8();(min);/()7(;)6(cos3cos cos: )5();( (4);(3);(2);( 1)AIVUHzfrnIUSPAIVUkWPkVASfNfNNNNNNNNNNNNNNN額額定定勵勵磁磁電電流流額額定定勵勵磁磁電電壓壓額額定定頻頻率率額額定定轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速額額定定效效率率，且且額額定定運(yùn)運(yùn)行行時時的的功功率率因因數(shù)數(shù)額額

5、定定功功率率因因數(shù)數(shù)子子三三相相線線電電流流同同步步機(jī)機(jī)在在額額定定運(yùn)運(yùn)行行時時定定額額定定電電流流：定定子子三三相相線線電電壓壓同同步步機(jī)機(jī)在在額額定定運(yùn)運(yùn)行行時時的的）額額定定電電壓壓：（率率發(fā)發(fā)電電機(jī)機(jī)輸輸出出的的有有功功電電功功）額額定定功功率率：（在在功功率率發(fā)發(fā)電電機(jī)機(jī)出出線線端端的的額額定定視視額額定定容容量量：（ 直流勵磁機(jī)勵磁直流勵磁機(jī)勵磁直流勵磁機(jī)通常與同步發(fā)電機(jī)直流勵磁機(jī)通常與同步發(fā)電機(jī) 同軸，采用并勵或他勵接法。同軸，采用并勵或他勵接法。整流器勵磁整流器勵磁靜止式靜止式旋轉(zhuǎn)式旋轉(zhuǎn)式同步電機(jī)的直流勵磁系統(tǒng) 勵磁系統(tǒng)供給勵磁電流勵磁系統(tǒng)供給勵磁電流建立磁場，分以下兩類建立磁

6、場，分以下兩類:用整流裝置將交流變成直流后供給勵磁用整流裝置將交流變成直流后供給勵磁 換向困難換向困難 火花嚴(yán)重火花嚴(yán)重 勵磁容量增勵磁容量增加引起集電環(huán)加引起集電環(huán)嚴(yán)重過熱嚴(yán)重過熱直流并勵勵磁系統(tǒng)直流并勵勵磁系統(tǒng)直流勵磁系統(tǒng)直流勵磁系統(tǒng)1、小型電機(jī)可以手動調(diào)節(jié)、小型電機(jī)可以手動調(diào)節(jié)Rf來調(diào)整勵電流來保證同來調(diào)整勵電流來保證同步發(fā)電機(jī)恒壓。一般均利用自動電壓調(diào)節(jié)器來調(diào)節(jié)。步發(fā)電機(jī)恒壓。一般均利用自動電壓調(diào)節(jié)器來調(diào)節(jié)。2、當(dāng)電網(wǎng)電壓突然下降時，采用強(qiáng)勵磁方式，開、當(dāng)電網(wǎng)電壓突然下降時，采用強(qiáng)勵磁方式，開關(guān)關(guān)K閉合，閉合，Rf短接，勵磁電壓上升，勵磁電流短接，勵磁電壓上升，勵磁電流If增大。增大。

7、3、直流勵磁機(jī)與同步發(fā)電機(jī)同軸連接。、直流勵磁機(jī)與同步發(fā)電機(jī)同軸連接。特點(diǎn)他勵式靜止整流勵磁系統(tǒng) 1、發(fā)電機(jī) 2、交流主勵磁機(jī) 3、交流副勵磁機(jī) 4、不可控硅整流器 5、可控硅整流器 6、自動電壓調(diào)整器種場合。轉(zhuǎn)整流式適應(yīng)于各比如可建立自勵式、旋節(jié)更為準(zhǔn)確和方便。有了多種結(jié)構(gòu)，同時調(diào)直流勵磁使勵磁具加入了整流裝置以獲得機(jī)的勵磁系統(tǒng)，在小，調(diào)節(jié)方便。同步電為副勵磁機(jī)容量較與同步電機(jī)同軸同時因的勵磁電源，它們副勵磁機(jī)作為主勵磁機(jī)整流裝置一臺副勵磁機(jī)一臺交流主勵磁機(jī)系統(tǒng) 空載運(yùn)行：原動機(jī)帶動發(fā)電機(jī)在同步轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，勵磁繞組通過適當(dāng)?shù)膭畲烹娏?，電樞繞組不帶任何負(fù)載時。 空載運(yùn)行是同步發(fā)電機(jī)最簡單的運(yùn)行

8、方式，其氣隙磁場由轉(zhuǎn)子磁勢單獨(dú)建立氣隙磁場由轉(zhuǎn)子磁勢單獨(dú)建立，分析較為簡單 同步電機(jī)空載運(yùn)行 激磁電動勢的有效值011044. 4NkfNE在同步轉(zhuǎn)速下，激磁電動勢E0與勵磁電流 If 之間的關(guān)系曲線E0= f ( If )，稱為同步電機(jī)的空載特性。fI0E0f1F1、空載時的電磁關(guān)系空載時的電磁關(guān)系0B2、空載特性空載特性0 E0= f ( If )E0,0 If , Ff氣隙線空載特性 If0 UN電機(jī)的磁化曲線0= f ( Ff )E025. 11 . 1 0f0f0NUEIIk空載額定電壓時主磁路飽和系數(shù) If0一、隱極同步電機(jī)的空載磁勢 勵磁磁勢在空間的分布為一個階梯形空間的分布為一

9、個階梯形， 諧波分析法基波分量 合理地選擇大齒的寬度可以使氣隙磁密的分布接近正弦波。一般，僅考慮磁通密度的基波分量僅考慮磁通密度的基波分量 二、凸極同步電機(jī)的空載磁勢氣隙沿整個電樞圓周分布不均勻氣隙沿整個電樞圓周分布不均勻，極面下氣隙較小，磁阻較小；，極面下氣隙較小，磁阻較??；極間氣隙較大，極間磁阻很大。同一個極面下，氣隙徑向磁通密極間氣隙較大，極間磁阻很大。同一個極面下，氣隙徑向磁通密度的分布近似于平頂?shù)拿毙?。極靴以外的氣隙磁通密度減少很快，度的分布近似于平頂?shù)拿毙?。極靴以外的氣隙磁通密度減少很快，相鄰兩極中線上的磁通密度為零。相鄰兩極中線上的磁通密度為零。氣隙磁密用付立葉諧波分析分解出空間

10、基波和氣隙磁密用付立葉諧波分析分解出空間基波和一系列諧波。 勵磁繞組勵磁繞組集中繞組集中繞組磁勢波為磁勢波為矩形波矩形波2sin4fk結(jié)結(jié) 論論 感應(yīng)電勢的波形和大小與氣隙磁密的分布形狀及幅值大小緊密相關(guān)。 在設(shè)計(jì)和制造電機(jī)時，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)拇胧?，以獲得盡可能接近正弦分布接近正弦分布的氣隙磁密，從而得到較高品質(zhì)的感應(yīng)電勢。 三、同步電機(jī)中的時空量兩極間中心線兩極間中心線時間相量時間相量單相單相繞組的感應(yīng)電勢、電壓和電流，匝鏈的磁通繞組的感應(yīng)電勢、電壓和電流，匝鏈的磁通空間矢量空間矢量三相繞組三相繞組合成合成磁勢和磁通密度（隨時間變化）磁勢和磁通密度（隨時間變化）轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組軸線軸線直軸（縱軸

11、、d 軸） ：主磁極軸線位置。 交軸（橫軸、q 軸） ：與直軸成 900電角度的位置。 相軸： 每相繞組的軸線位置。 時軸: 時間相量在其上投影可得瞬時值 將相繞組軸線作為空間矢量參考軸（相軸）令時間相量參考軸（時軸）與空間矢量參考軸重合四、 空載電勢三相電勢對稱三相電勢對稱主磁通主磁通 0漏磁通漏磁通 只有主磁通才在定子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電勢011044. 4NkfNE空載時，勵磁磁勢Ff隨軸同轉(zhuǎn) (稱為機(jī)械旋轉(zhuǎn)磁機(jī)械旋轉(zhuǎn)磁勢勢) ，電樞繞組感應(yīng)三相對稱交流電勢，勵磁電勢，即空載電勢E0。當(dāng)電樞繞組接上三相對稱負(fù)載后三相對稱的電流 同步速度旋轉(zhuǎn)磁勢電樞磁勢Fa稱為電氣電氣旋轉(zhuǎn)磁勢旋轉(zhuǎn)磁勢。兩個磁

12、勢：轉(zhuǎn)速相同，轉(zhuǎn)向一致，空間相對靜止，矢量合成為一個合成磁勢 。 氣隙磁場 由合成磁勢 在電機(jī)的氣隙中建立起來的磁場。負(fù)載以后，電機(jī)磁勢、磁場、繞組感應(yīng)電勢發(fā)生變化，由電樞磁勢的出現(xiàn)所致。 電樞反應(yīng)電樞反應(yīng)同步電機(jī)電樞反映內(nèi)功率因數(shù)角 E0I 解釋：時間相量解釋：時間相量I與空間矢量與空間矢量Fa同向同向電樞磁勢Fa三相電流產(chǎn)生的合成磁勢，哪一相電流達(dá)最大值，則位置在其繞組的軸線上；A相電流Ia如Ia最大，則Ia在相軸上，此時Fa正好在交軸上:.:)(;,:;,:00三者關(guān)系的時間相位角與是功角功率角與負(fù)載有關(guān)的時間相位角與是外功率因數(shù)角規(guī)定電流滯后為正與電機(jī)參數(shù)及負(fù)載有關(guān)的時間相位角與是內(nèi)功

13、率因數(shù)角UEIUIE=0時電樞反應(yīng) 輸出電流 和空載電勢同相，有功功率從電機(jī)輸至電網(wǎng)發(fā)電機(jī)狀態(tài)發(fā)電機(jī)狀態(tài)。 0，cos1，sin0，不發(fā)出無功功率不發(fā)出無功功率。 轉(zhuǎn)子磁勢在直軸上，電樞磁勢作用在交軸上，電樞反應(yīng)的結(jié)果使得合成磁勢的軸線位置產(chǎn)生一定的偏移，幅值發(fā)生一定的變化。作用在交軸上的電樞反應(yīng)稱為交軸電樞反應(yīng)，簡稱交磁作用 交軸電樞反應(yīng)交軸電樞反應(yīng)Fa滯后于滯后于Ff1發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)=/2 時電樞反應(yīng) 輸出電流滯后于空載電勢90，cos0，sin1，有功功率等于零，僅發(fā)出電感性無功功率發(fā)出電感性無功功率。 直軸電樞反應(yīng)直軸電樞反應(yīng) 轉(zhuǎn)子磁勢和電樞磁勢均作用在直軸上，方向相反，電樞反應(yīng)為純?nèi)ゴ?/p>

14、作用，合成磁勢的幅值減小直軸去磁直軸去磁電樞反應(yīng)電樞反應(yīng)。為保持電壓不變，應(yīng)增大勵磁，即為過激狀態(tài)，將輸出電感性無功功率 = 時電樞反應(yīng) I與E0反相。cos-1，sin0，有功功率將從電網(wǎng)輸送到電機(jī)電動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)電動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。 sin0，不發(fā)出無功功率不發(fā)出無功功率。 交軸電樞反應(yīng)交軸電樞反應(yīng)Fa超前于超前于Ff1電動機(jī)電動機(jī)轉(zhuǎn)子磁勢作用在直軸上，電樞磁勢作用在交軸上，電樞反應(yīng)使合成磁勢的軸線位置產(chǎn)生一定的偏移，幅值發(fā)生一定的變化。=-/2 時的電樞反應(yīng)分析 輸出電流超前空載電勢90，cos0，sin-1，有功功率等于零，僅發(fā)出電容性無功功率發(fā)出電容性無功功率，或吸收電感性無功功率。 轉(zhuǎn)子

15、磁勢和電樞磁勢均作用在直軸上，方向一致，合成磁勢轉(zhuǎn)子磁勢和電樞磁勢均作用在直軸上，方向一致，合成磁勢的幅值加大，電樞反應(yīng)為純增磁作用的幅值加大，電樞反應(yīng)為純增磁作用直軸助磁直軸助磁電樞反應(yīng)。電樞反應(yīng)。 為保持電壓不變，應(yīng)減少勵磁，即為為保持電壓不變，應(yīng)減少勵磁，即為欠激狀態(tài)欠激狀態(tài)，將輸出電容將輸出電容性無功功率性無功功率 直軸電樞反應(yīng)直軸電樞反應(yīng)為任意角度時的電樞反應(yīng) 將電樞磁勢分解為直軸和交軸兩個分量。coscossinsinaaqaaqaadaadIIFFIIFF交軸分量Faq滯后于Ff1為發(fā)電機(jī)運(yùn)行，超前于Ff1為電動機(jī)運(yùn)行，分別對應(yīng)于輸出和輸入有功功率。直軸分量Fad可能是磁化或去磁

16、作用，當(dāng)去磁作用時，處于過激狀態(tài)。當(dāng)直軸電樞磁勢起磁化作用時，接在電網(wǎng)上的同步電機(jī)處于欠激狀態(tài)。 電樞反應(yīng)分析同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行情況：（-90o，90o）同步電動機(jī)運(yùn)行情況：（90o，270o）電樞反應(yīng)是實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵 同步電機(jī)空載運(yùn)行時，定子繞組開路，沒有負(fù)載電流：不存不存在電樞反應(yīng)，不存在由轉(zhuǎn)子到定子的能量傳遞在電樞反應(yīng)，不存在由轉(zhuǎn)子到定子的能量傳遞。當(dāng)同步發(fā)電機(jī)帶有負(fù)載時，就產(chǎn)生了電樞反應(yīng)電樞反應(yīng)。 不同負(fù)載性質(zhì)時，電樞磁場與轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生不同性質(zhì)的電磁力和電磁轉(zhuǎn)產(chǎn)生不同性質(zhì)的電磁力和電磁轉(zhuǎn)矩矩。實(shí)現(xiàn)能量的傳遞實(shí)現(xiàn)能量的傳遞 （a)：電樞反應(yīng)交軸作用，電磁力與旋轉(zhuǎn)方向相反，為了維持發(fā)電機(jī)的

17、轉(zhuǎn)速不變，必須隨著有功負(fù)載的變化調(diào)節(jié)原動機(jī)的輸入功率（b）（c）：電樞反應(yīng)直軸作用，b為去磁，c為助磁，為保持發(fā)電機(jī)的端電壓不變，必須隨著無功負(fù)載的變化相應(yīng)地調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子的激磁電流。同步發(fā)電機(jī)負(fù)載運(yùn)行時物理量的關(guān)系：同步發(fā)電機(jī)負(fù)載運(yùn)行時物理量的關(guān)系： 一、不考慮磁飽和時一、不考慮磁飽和時fI主主極極fF 0 0E E aE aaF I電樞電樞 E)( xIjE 隱極同步發(fā)電機(jī)的電壓方程、相量圖和等效電路; : ;: ; :; :0定定子子繞繞組組漏漏抗抗定定子子繞繞組組相相電電阻阻的的感感應(yīng)應(yīng)電電勢勢電電樞樞反反應(yīng)應(yīng)磁磁場場在在定定子子中中（空空載載電電勢勢）的的感感應(yīng)應(yīng)電電勢勢轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子子旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)磁

18、磁場場在在定定子子中中 xrEEaa 在時間相位上，在時間相位上， 滯后于滯后于 以以9090電角度，若不計(jì)定子電角度，若不計(jì)定子鐵耗鐵耗, , 與與 同相位，則同相位，則 將滯后于將滯后于 以以9090電角度于是電角度于是 亦可寫成負(fù)電抗壓降的形式，即亦可寫成負(fù)電抗壓降的形式，即 采用發(fā)電機(jī)慣例，以輸出電流作為電樞電流的正方向時，采用發(fā)電機(jī)慣例，以輸出電流作為電樞電流的正方向時，電樞的電壓方程為電樞的電壓方程為 UjXRIEEaa)(0 因?yàn)殡姌蟹磻?yīng)電動勢因?yàn)殡姌蟹磻?yīng)電動勢EaEa正比于電樞反應(yīng)磁通正比于電樞反應(yīng)磁通aa不計(jì)磁飽不計(jì)磁飽和時，和時，aa又正比于電樞磁動勢又正比于電樞磁動勢Fa

19、Fa和電樞電流和電樞電流I I，即，即IFEaaaaEIaaxI jE aaaEI上式代入電壓平衡方程，上式代入電壓平衡方程，可得可得saaax I jr IUx I jx I jr IUE 0式中，式中，x xs s稱為隱極同步電機(jī)的同步電抗，稱為隱極同步電機(jī)的同步電抗，Xs=Xa+XXs=Xa+X，XaXa為電樞反應(yīng)電抗為電樞反應(yīng)電抗x xs s是對稱穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時表征電樞反應(yīng)和電樞漏磁這兩個效應(yīng)的一是對稱穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時表征電樞反應(yīng)和電樞漏磁這兩個效應(yīng)的一個綜合參數(shù)。個綜合參數(shù)。不計(jì)飽和時，不計(jì)飽和時，XsXs是一個常值。是一個常值。XaX 所以所以XsXa同步阻抗sasjXrZ隱極同步發(fā)電機(jī)的等

20、效電路隱極同步發(fā)電機(jī)的等效電路 0EaR E I UaXsX X 隱極同步發(fā)電機(jī)的等效電路由激磁電動勢和同步阻抗隱極同步發(fā)電機(jī)的等效電路由激磁電動勢和同步阻抗Ra+jXsRa+jXs串聯(lián)組成，其中串聯(lián)組成，其中E E0 0表示主磁場的作用，表示主磁場的作用，XsXs表示電樞反應(yīng)和電表示電樞反應(yīng)和電樞漏磁場的作用。樞漏磁場的作用。 隱極同步發(fā)電機(jī)的向量圖隱極同步發(fā)電機(jī)的向量圖量量圖圖。合合成成關(guān)關(guān)系系作作出出完完整整的的相相由由電電壓壓方方程程式式，和和磁磁通通“過過勵勵”工工況況。的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子子起起減減磁磁作作用用稱稱為為對對轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子子磁磁勢勢，而而在在的的“欠欠勵勵”工工況況轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子子起起加加磁磁

21、作作用用，通通常常稱稱為為磁磁勢勢對對轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子子電電樞樞反反應(yīng)應(yīng)直直軸軸磁磁勢勢在在性性質(zhì)質(zhì)而而定定，視視發(fā)發(fā)電電機(jī)機(jī)工工況況和和負(fù)負(fù)載載的的相相角角與與滯滯后后為為參參考考相相量量，以以作作圖圖步步驟驟：)3 )(090 ; )(,090,9090)2 ;90)1 1001000 00 0 0 FFFFEIEadad （a）過勵發(fā)電機(jī) （b）欠勵發(fā)電機(jī)畫畫相相量量圖圖簡簡化化由由ssaZIUjxrIUE )( 0 )sin()cos( cossin : sincos , 22010UIxUIrEUIrUIxtgUUUEUsaas且則分解為并將。由相量關(guān)系稱為同步發(fā)電機(jī)的功角間的相角與圖中：定義

22、 考慮磁飽和時，由于磁路的非線性，疊加原理不再適用。考慮磁飽和時，由于磁路的非線性，疊加原理不再適用。此時，應(yīng)先求出作用在主磁路上的合成磁動勢此時，應(yīng)先求出作用在主磁路上的合成磁動勢F F，然后利用電，然后利用電機(jī)的磁化曲線機(jī)的磁化曲線 ( (空載曲線空載曲線) ) 求出負(fù)載時的氣隙磁通求出負(fù)載時的氣隙磁通 及相應(yīng)及相應(yīng)的氣隙電動勢的氣隙電動勢 。二、考慮磁飽和時二、考慮磁飽和時EfFFaaFk E 考慮到凸極電機(jī)氣隙的不均勻性，把電樞反應(yīng)分成直考慮到凸極電機(jī)氣隙的不均勻性，把電樞反應(yīng)分成直軸和交軸電樞反應(yīng)分別來處理的方法，就稱為雙反應(yīng)理論。軸和交軸電樞反應(yīng)分別來處理的方法，就稱為雙反應(yīng)理論。

23、 凸極同步電機(jī)的氣隙是不均勻的，極面下氣隙較小，凸極同步電機(jī)的氣隙是不均勻的，極面下氣隙較小，兩極之間氣隙較大，故直軸下單位面積的氣隙磁導(dǎo)兩極之間氣隙較大，故直軸下單位面積的氣隙磁導(dǎo)d d ( (要要比交軸下單位面積的氣隙磁導(dǎo)比交軸下單位面積的氣隙磁導(dǎo)q q 大很多，大很多，如圖如圖所示。所示。 當(dāng)正弦分布的電樞磁動勢作用在直軸上時，由于當(dāng)正弦分布的電樞磁動勢作用在直軸上時，由于d d較較大，故在一定大小的磁動勢下，直軸基波磁場的幅值大，故在一定大小的磁動勢下，直軸基波磁場的幅值B Bad1ad1相對較大。相對較大。一、雙反應(yīng)理論一、雙反應(yīng)理論第五節(jié) 凸極同步發(fā)電機(jī)的電壓方程和相量圖 不考慮磁

24、飽和時不考慮磁飽和時同步發(fā)電機(jī)負(fù)載運(yùn)行時物理量的關(guān)系：同步發(fā)電機(jī)負(fù)載運(yùn)行時物理量的關(guān)系：二、凸極同步發(fā)電機(jī)的電壓方程和相量圖二、凸極同步發(fā)電機(jī)的電壓方程和相量圖凸極同步發(fā)電機(jī)的電壓方程和相量圖fIfF0 0 E EadE ad adFaF Iaq aqE aqF E XI j 從氣隙電動勢減去電樞繞組的電阻和漏抗壓降，便得從氣隙電動勢減去電樞繞組的電阻和漏抗壓降，便得電樞的端電壓。采用發(fā)電機(jī)慣例，電樞的電壓方程為：電樞的端電壓。采用發(fā)電機(jī)慣例，電樞的電壓方程為：UjXRIEEEaaqad)(0qaqIE dadIE（1）l不計(jì)磁飽和時不計(jì)磁飽和時 和和 可以用相應(yīng)的負(fù)電抗壓降來表示可以用相應(yīng)的

25、負(fù)電抗壓降來表示adEaqEaddadXI jEaqqaqXI jEqdIIIqqddaaqqaddaaqqaddaXI jXI jRIUXXI jXXI jRIUXI jXI jXI jRIUE)()(0（2）將式將式(2)(2)代入式代入式(1)(1)，并考慮，并考慮 ，可得，可得 式中，式中，XdXd和和XqXq分別稱為分別稱為直軸同步電抗直軸同步電抗和和交軸同步電抗交軸同步電抗，它們是表征對稱穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時電樞漏磁和直軸或交軸電樞反應(yīng)它們是表征對稱穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時電樞漏磁和直軸或交軸電樞反應(yīng)的一個綜合參數(shù)。上式就是凸極同步發(fā)電機(jī)的電壓方程。的一個綜合參數(shù)。上式就是凸極同步發(fā)電機(jī)的電壓方程。引入虛

26、擬電動勢引入虛擬電動勢 ，使，使 可得可得QE)(0qddQXXI jEEqaqddqqddaQXI jRIUXXI jXI jXI jRIUE)()(（3 3） 由式（由式（3 3）相量圖）相量圖 電阻壓降很小可以忽略電阻壓降很小可以忽略 sincoscossinarctancossinarctan0dqaqIXUEUIXUIRUIXU ;)()(0000角方向，確定右端得到一直線，由與同一直線，與ExIjrIUxxIjExxIjEIqaqddqddd凸極同步發(fā)電機(jī)的等效電路圖凸極同步發(fā)電機(jī)的等效電路圖 QEaR I UqX三、直軸和交軸同步電抗的意義三、直軸和交軸同步電抗的意義 由于電抗與

27、繞組匝數(shù)的平方和所經(jīng)磁路的由于電抗與繞組匝數(shù)的平方和所經(jīng)磁路的磁導(dǎo)成正比，所以磁導(dǎo)成正比，所以對于凸極電機(jī)，由于直軸下的氣隙較交軸下小，對于凸極電機(jī)，由于直軸下的氣隙較交軸下小， ，所以，所以X XadadXXaqaq，因此在凸極同步電機(jī)中，因此在凸極同步電機(jī)中，X Xd dXXq q。 對于隱極電機(jī)，由于氣隙是均勻的，故對于隱極電機(jī)，由于氣隙是均勻的，故X Xd dXXq qXXs s ddNX21qqNX21adaq對對應(yīng)應(yīng)值值并并繪繪出出曲曲線線。和和記記錄錄空空載載特特性性由由實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)求求得得，一一、空空載載特特性性fNffIEnnIIfIfE000;, 0)()( 第八節(jié) 同步發(fā)電機(jī)

28、空載、短路和負(fù)載特性定定同同步步電電機(jī)機(jī)的的參參數(shù)數(shù)因因數(shù)數(shù)負(fù)負(fù)載載特特性性相相配配合合確確功功率率與與電電機(jī)機(jī)的的短短路路特特性性和和零零確確定定電電機(jī)機(jī)的的飽飽和和系系數(shù)數(shù)目目的的)2;)1 : k前面所學(xué)鏈接前面所學(xué)鏈接。不不會會很很大大，而而造造成成事事故故短短路路發(fā)發(fā)電電機(jī)機(jī)三三相相呈呈直直線線關(guān)關(guān)系系?？煽梢娨娡讲酵仆浦糯怕仿凡徊伙栵柡秃陀糜茫婋姌袠蟹捶磻?yīng)應(yīng)為為純純?nèi)トゴ糯抛髯鳛闉橥嘞嗪秃涂煽梢娨娪捎呻婋妷簤悍椒匠坛蹋航鼫蠛笥捎捎谟诤龊雎月远ǘㄗ幼与婋娮枳瓒潭搪仿窏l條件件下下：kfkaskkkskskIIfIEEExIjExIjEUEIxIjEZEI )()(9

29、0, 0,90 00000000 kIfI0)I( fIfkNIfNI。關(guān)關(guān)系系曲曲線線得得短短路路電電流流與與勵勵磁磁電電流流通通過過試試驗(yàn)驗(yàn)求求定定子子（電電樞樞）三三相相短短路路二二、短短路路特特性性)( , 0, fkNIfIUnn 為為零零功功率率下下的的負(fù)負(fù)載載特特性性此此時時的的化化為為代代數(shù)數(shù)關(guān)關(guān)系系：由由于于同同軸軸故故可可將將上上式式簡簡可可作作出出相相量量圖圖。由由相相似似相相量量關(guān)關(guān)系系與與短短路路情情況況，電電樞樞反反應(yīng)應(yīng)為為純純?nèi)トゴ糯抛髯饔糜?、感感性性?fù)負(fù)載載，則則性性。設(shè)設(shè)同同步步發(fā)發(fā)電電機(jī)機(jī)帶帶純純特特性性稱稱為為零零功功率率因因數(shù)數(shù)特特時時的的，特特別別當(dāng)當(dāng)

30、時時當(dāng)當(dāng)三三、負(fù)負(fù)載載特特性性)( ,90, 0cos90)(90,)(, 0000fsfNfNIfUIxEUxIjExIjEUIfUIIIfUconstInn 特性曲線。動便得到零功率載曲線上三角形平行移點(diǎn)在空上，在已知空載特性的基礎(chǔ)。變的，稱為電抗三角形不常值該三角形的大小是用。當(dāng)時電樞反應(yīng)的去磁作代表零功電流代表漏抗壓降的直角邊磁勢。條件下的電樞反應(yīng)去磁即為在短路因此磁電流得到短路氣隙勵由短路特性空載勵磁電流作且已知令，當(dāng)短路時已知空載特性功率因數(shù)特性曲線可以用作圖方法求出零aIIIcbxIbacbabococbcoIfIboxIbaxIIIxEUIfENNNfkNNNf )4)3,)(

31、)2;, 0)() 1:0點(diǎn)點(diǎn)。的的交交點(diǎn)點(diǎn)即即為為與與并并測測得得此此時時的的使使相相角角差差，調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)勵勵磁磁有有節(jié)節(jié)原原動動機(jī)機(jī)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速，使使，然然后后調(diào)調(diào)具具有有固固定定的的頻頻率率將將同同步步機(jī)機(jī)接接入入電電網(wǎng)網(wǎng)點(diǎn)點(diǎn)用用短短路路特特性性求求得得，述述由由實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)法法求求出出，如如前前所所點(diǎn)點(diǎn)也也可可以以和和的的點(diǎn)點(diǎn)零零功功特特性性上上的的兩兩個個重重要要cUIIIIUeceNfN,90,)( )5(0 0efIfNINUc第九節(jié) 同步發(fā)電機(jī)的參數(shù)與測定一.1.1不飽和時同步電抗測定KsdKKKsKIExxxI jEIIIEIxI jE,0900d0dq00 得得應(yīng)應(yīng)電電勢勢，不不飽飽

32、和和從從氣氣隙隙線線取取感感則則，為為滯滯后后，凸凸極極短短路路時時，隱隱極極 愈小。磁路愈飽和其同步電抗則純電感負(fù)載零功率因數(shù)特性，時，設(shè)同步機(jī)在不計(jì)，對于隱極式忽略和短路特性已知空載特性的測定飽和同步電抗,*,90),()()( 2 . 10000cbacUxIIUxxxIUExIUErIfIIfExNsNNNsSsNNSNNafkfs0cos, NII空空載載特特性性0efIfNINUc0Ea零零功功率率因因數(shù)數(shù)特特性性b。水輪機(jī)汽輪機(jī)為不飽和同步電抗，則設(shè)由圖可見：之比。與額定電流的短路電流下發(fā)生三相短路時的勵磁電流的電壓定義：空載時產(chǎn)生額定二、同步電機(jī)的短路比4 . 10 . 1;

33、7 . 05 . 01* 00000000000kkkkNNNNkdkddfkfNkkNkfNkkkkCIIUEIUIExIExxIIIIkIIIUkNpffNNNpNNfNfNNfPIBAxEIEUIIIIxxIabbdcaocaadcaoadacUIIexIIfExx 保保梯梯電電抗抗的的作作圖圖法法。、主主磁磁場場飽飽和和程程度度大大小小也也不不變變，隨隨常常數(shù)數(shù)，電電抗抗為為和和時時，當(dāng)當(dāng)、保保梯梯電電抗抗的的即即為為短短路路下下點(diǎn)點(diǎn)，垂垂線線交交作作從從點(diǎn)點(diǎn)交交空空載載特特性性做做取取的的交交點(diǎn)點(diǎn)求求得得和和以以和和求求得得以以空空載載特特性性和和短短路路特特性性作作圖圖步步驟驟：。

34、求求漏漏抗抗和和零零功功率率特特性性、用用空空載載特特性性和和保保梯梯電電抗抗三三、漏漏抗抗, 2 )4/,oedc)3;)2;)1)0cos,()(10 maxminmaxminminmaxminmax00100/ 0,/ 0,:90 90:, : %50.01 IUxxIIIUUxxqFIUxxIIIUUxxdFxIjxIjUUIsnFsffiuuUxxqddqadqqdaqqddauuffNqd 且且軸軸重重合合時時，與與轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子子當(dāng)當(dāng)且且軸軸重重合合時時，與與轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子子當(dāng)當(dāng)。由由定定子子電電壓壓方方程程絡(luò)絡(luò)線線也也相相互互錯錯開開，且且其其包包滯滯后后相相位位關(guān)關(guān)系系的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速為為相相對

35、對轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子子定定子子磁磁勢勢頻頻率率關(guān)關(guān)系系的的波波形形。和和定定子子電電流流定定子子電電壓壓、勵勵磁磁繞繞組組電電壓壓用用示示波波器器同同時時攝攝取取轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子子與與轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子子轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向向相相同同。且且定定子子旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)磁磁場場的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向向稱稱低低電電壓壓組組加加額額定定頻頻率率的的三三相相對對），在在定定子子繞繞同同步步轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速（轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)差差率率小小于于機(jī)機(jī)將將轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子子拖拖到到接接近近轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)差差法法：轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子子開開路路原原動動的的測測定定和和四四、凸凸極極機(jī)機(jī)第十節(jié) 同步發(fā)電機(jī)的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行特性 .cos,),(constconstInnIfUfN 一一、外外特特性性：。用用前前情情況況下下，由由于于加加磁磁作作在

36、在超超壓壓降降。反反之之，去去磁磁作作用用引引起起較較大大的的電電的的漏漏抗抗外外，電電樞樞反反應(yīng)應(yīng)的的滯滯后后情情況況下下除除在在隨隨在在結(jié)結(jié)果果是是一一致致的的，試試驗(yàn)驗(yàn)曲曲線線和和定定性性分分析析的的 UI coscos NU1 cos)(.cos超超前前80 0NI)(.cos滯滯后后80 %100 , 0)coscos,%00NNNfNfNNNUUEUEInIIIIU 發(fā)發(fā)電電機(jī)機(jī)的的電電壓壓變變化化率率：為為端端電電壓壓升升高高的的百百分分比比稱稱對對應(yīng)應(yīng)的的電電壓壓卸卸去去負(fù)負(fù)載載得得到到不不變變，和和若若保保持持定定勵勵磁磁電電流流所所需需的的勵勵磁磁電電流流稱稱為為額額得得到

37、到額額定定電電壓壓即即發(fā)發(fā)電電機(jī)機(jī)在在額額定定負(fù)負(fù)載載時時（二二、電電壓壓變變化化率率 )(cos,IfIconstconstUf 時時三三、調(diào)調(diào)整整特特性性： %100)cos1()1( ,)(,coscos,22 pIUppPppppppppppPfUUnnNNmeccufcuaFemeccufcuaFeNNN 則則及及機(jī)機(jī)械械損損耗耗、勵勵磁磁繞繞組組銅銅耗耗、電電樞樞銅銅耗耗發(fā)發(fā)電電機(jī)機(jī)的的損損耗耗：有有鐵鐵耗耗。輸輸出出的的關(guān)關(guān)系系發(fā)發(fā)電電機(jī)機(jī)效效率率與與四四、效效率率特特性性：雙反應(yīng)理論軸軸dad q 軸軸d軸軸q雙反應(yīng)理論雙反應(yīng)理論aqF0 adFNS aF1adbaqb1aqB

38、1adBadb雙反應(yīng)理論雙反應(yīng)理論 內(nèi)功率因數(shù)內(nèi)功率因數(shù) 角的確定角的確定 0 EqI )(qddXXI j qXI j aRI dI I 返回qqXI j ddXI j QEE ,0方方向向 U0 同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行主要內(nèi)容主要內(nèi)容 同步發(fā)電機(jī)的并聯(lián)運(yùn)行-條件 同步發(fā)電機(jī)的功角特性隱極機(jī)、凸極機(jī) 有功功率的調(diào)節(jié)、穩(wěn)定概念 無功功率的調(diào)節(jié)、V形曲線間間的的關(guān)關(guān)系系。、確確定定暗暗及及轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向向觀觀測測同同步步指指示示器器燈燈的的亮亮調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)發(fā)發(fā)電電機(jī)機(jī)勵勵磁磁使使三三相相同同步步指指示示器器接接線線有有步步驟驟：、準(zhǔn)準(zhǔn)確確整整步步法法法法二二、檢檢查查并并聯(lián)聯(lián)投投入入的的方方統(tǒng)統(tǒng)一一。電電壓壓、

39、相相位位三三個個量量的的投投入入時時主主要要檢檢查查頻頻率率、和和安安裝裝自自動動滿滿足足，并并聯(lián)聯(lián)序序和和波波形形由由設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)制制造造相相位位相相同同。一一般般說說來來相相壓壓為為正正弦弦波波且且電電壓壓值值、發(fā)發(fā)電電機(jī)機(jī)端端電電頻頻率率相相等等，相相序序相相同同，件件：一一、投投入入并并聯(lián)聯(lián)運(yùn)運(yùn)行行的的條條窮窮大大電電網(wǎng)網(wǎng)或或匯匯流流排排。電電能能）無無組組發(fā)發(fā)電電機(jī)機(jī)可可視視電電網(wǎng)網(wǎng)為為（對對于于其其中中某某一一和和頻頻率率的的端端電電壓壓聯(lián)聯(lián)方方式式運(yùn)運(yùn)行行。有有相相同同電電機(jī)機(jī)向向網(wǎng)網(wǎng)上上送送電電，以以并并大大電電網(wǎng)網(wǎng)上上有有多多組組同同步步發(fā)發(fā)運(yùn)運(yùn)行行同同步步發(fā)發(fā)電電機(jī)機(jī)在在大大電

40、電網(wǎng)網(wǎng)上上第第十十三三章章1212123122121)3( ;)2( ; , , )1(1)3()2()1( , ffUUUUUUUUUUUfUCBBCAA 合合閘閘操操作作。進(jìn)進(jìn)行行，使使三三組組燈燈基基本本不不亮亮可可需需降降低低發(fā)發(fā)電電機(jī)機(jī)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子子轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速時時已已知知重重接接再再試試。發(fā)發(fā)電電機(jī)機(jī)相相序序不不對對需需時時明明、暗暗閃閃動動，則則表表明明若若燈燈光光不不旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，而而是是同同的的速速度度順順時時針針旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)。，則則明明暗暗以以反反之之，若若的的速速度度逆逆時時針針旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)。明明暗暗之之分分且且以以對對燈燈上上的的電電壓壓不不同同，有有則則在在同同一一瞬瞬間間逆逆時時針針旋旋

41、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)如如圖圖速速度度相相對對電電網(wǎng)網(wǎng)電電壓壓相相量量以以則則發(fā)發(fā)電電機(jī)機(jī)電電壓壓相相量量即即時時電電網(wǎng)網(wǎng)角角頻頻率率當(dāng)當(dāng)電電機(jī)機(jī)角角頻頻率率,)4(:)()(3,)()(),(:12211212121212 bffa第二節(jié) 隱極式同步發(fā)電機(jī)功角特性 在時間上：端電壓（U與與E相位基本相同相位基本相同）和勵磁磁勢之間的相位差 在空間上：合成磁場軸線與轉(zhuǎn)子磁場軸線之間夾角。 穩(wěn)定運(yùn)行時， Ff和F 之間無相對運(yùn)動，固定。 功角為正值時，為發(fā)電機(jī)運(yùn)行。特性。特性。稱為同步發(fā)電機(jī)的功角稱為同步發(fā)電機(jī)的功角不變時電磁功率不變時電磁功率、當(dāng)當(dāng))(0 fPUEM aaMMrIPrIUIIEIEPPUIIUP

42、P2200coscos ,cos 每每相相電電磁磁功功率率每每相相輸輸出出功功率率一一、功功率率表表達(dá)達(dá)式式sin)90(90)90(900 ,: )(000020000000ssssMsSMaMxUEzUEzUzUEPzUEZUEIIUIEPPrfP不計(jì)則電磁功率若忽略二、功角特性為為電電動動機(jī)機(jī)運(yùn)運(yùn)行行狀狀態(tài)態(tài)。為為發(fā)發(fā)電電機(jī)機(jī)運(yùn)運(yùn)行行且且當(dāng)當(dāng)在在最最大大值值是是正正弦弦曲曲線線功功角角特特性性起起決決定定作作用用。的的大大小小對對電電抗抗壓壓降降的的影影響響程程度度，顯顯然然同同步步應(yīng)應(yīng)對對空空載載氣氣隙隙磁磁場場，反反應(yīng)應(yīng)了了電電機(jī)機(jī)的的電電樞樞反反的的相相位位差差和和所所以以產(chǎn)產(chǎn)生生

43、磁磁場場由由加加入入電電樞樞反反應(yīng)應(yīng)的的氣氣隙隙產(chǎn)產(chǎn)生生由由和和相相比比忽忽略略與與程程從從同同步步發(fā)發(fā)電電機(jī)機(jī)的的電電壓壓方方0,0180, 0,180090)()(;),()(000000max0000 PPxUEPfPPIxUEUEIExrxUxrjUEEEsMsfasaa sin 260)(01sMMxUEPTPTconstnfT 即即同同步步機(jī)機(jī)的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速三三、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩矩特特性性。也也就就須須減減小小同同步步電電抗抗有有較較大大過過載載系系數(shù)數(shù)然然較較小小的的為為電電機(jī)機(jī)的的過過載載系系數(shù)數(shù)。顯顯定定義義：由由：SNNNmssNxPPkxUEPxUEP sin1,sinmax0max

44、0 UIsxIjNsinU。過過載載系系數(shù)數(shù)電電磁磁功功率率功功角角空空載載電電勢勢求求：電電機(jī)機(jī)運(yùn)運(yùn)行行于于額額定定工工況況時時電電阻阻不不計(jì)計(jì)，當(dāng)當(dāng)發(fā)發(fā)（不不飽飽和和值值）忽忽略略電電樞樞滯滯后后，法法，雙雙星星形形接接例例：同同步步發(fā)發(fā)電電機(jī)機(jī)：MMNsNNNNkPExVUAIMVAS)4( ;)3( ;)2( ;)1(26. 285. 0cos,18000,11320,3530* )(303453/1800029. 23,29. 2)85. 01()527. 0126. 21(527. 0sin,8 .3185. 0cos)cos()sin()1(*0022*0012*2*0VUEEE

45、UUxIENNNNNS 代代入入求求得得：采采用用標(biāo)標(biāo)么么值值運(yùn)運(yùn)算算，解解 52. 12 .41sin1sin1)4()(3001035385. 085. 02 .41sin62. 292. 21sin)3(2 .418 .31737385. 026. 2527. 0cossin,)2(060*0*00001*1 NmMNsMNNNsNNNkMWPxEUPtgUxIUtg 過過載載系系數(shù)數(shù)：電電機(jī)機(jī)三三相相總總電電磁磁功功率率： cossin )coscossin(sin )cos(cos cos ,cos sin ,sin 00qdMddddqqqqaUIUIUIUIUIPPxUEIUEx

46、IxUIUxIr 的的相相量量圖圖并并得得到到關(guān)關(guān)系系式式不不計(jì)計(jì)，凸凸極極式式同同步步電電機(jī)機(jī)略略去去定定子子電電阻阻性性凸凸極極同同步步電電機(jī)機(jī)的的功功角角特特第第三三節(jié)節(jié)IUqxIjddxIjqqxIj)xx(Ijqdd0E0MMqdqddqddMqdPPxxxxUxUExUxUxUEPPII 2sin2)(sin sincossincossin 20220代代入入：和和將將之之幾幾。僅僅占占總總電電磁磁功功率率的的百百分分況況下下一一般般情情為為附附加加電電磁磁功功率率，二二是是非非直直軸軸產(chǎn)產(chǎn)生生的的稱稱稱稱為為基基本本電電磁磁功功率率組組成成，一一是是直直軸軸產(chǎn)產(chǎn)生生的的機(jī)機(jī)的的電

47、電磁磁功功率率分分兩兩部部分分上上式式表表明明：凸凸極極同同步步電電MMMPPP ,反之，為電動機(jī)運(yùn)行。反之，為電動機(jī)運(yùn)行。同步電機(jī)為發(fā)電機(jī)運(yùn)行同步電機(jī)為發(fā)電機(jī)運(yùn)行順時針順時針是正值是正值一樣，但當(dāng)一樣，但當(dāng)間的相角，兩者的轉(zhuǎn)速間的相角，兩者的轉(zhuǎn)速與氣隙磁場與氣隙磁場角代表了空載磁場角代表了空載磁場時，氣隙電勢時，氣隙電勢當(dāng)忽略定子阻抗當(dāng)忽略定子阻抗),(,0 UEjxra。，過載系數(shù)，過載系數(shù)及此時的及此時的、不計(jì)。求不計(jì)。求滯后，滯后，接，接，例：凸極式同步發(fā)電機(jī)例：凸極式同步發(fā)電機(jī)kMNqdaqdNNNkPExxrxxYkVUkVAS ,)3(; )2( ; )1(9,178 . 0co

48、s ,118750 max0* 654. 063504609232. 1635046017 ),(63503110003)(46011387503 )1(:* NNqqNNddNnNNNUIxxUIxxVUUAUSI：電電抗抗標(biāo)標(biāo)么么值值相相電電壓壓：額額定定電電流流解解略略代代入入由由：由由凸凸極極機(jī)機(jī)的的相相量量圖圖可可知知)()V(.E.cosxIcosUE.coscosI;.sinsinI,.tg.coscosUsinUxItg)(*d*d*N*q*dNNN*N*q*312530635097319731232184306201537055784305576208736557557801

49、6016540193680 200000001011IUqxIjddxIjqqxIj)xx(Ijqdd0E0。輸輸出出有有功功電電流流時時當(dāng)當(dāng)?shù)牡某龀霈F(xiàn)現(xiàn)和和增增加加超超前前反反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩矩空空載載的的輸輸入入，當(dāng)當(dāng)機(jī)機(jī)率率，只只有有增增大大原原動動要要使使發(fā)發(fā)電電機(jī)機(jī)輸輸出出有有功功功功輸輸出出無無功功電電流流。向向電電網(wǎng)網(wǎng)只只能能是是增增大大即即使使增增大大勵勵磁磁電電流流并并無無功功率率輸輸入入電電網(wǎng)網(wǎng)由由于于空空載載電電壓壓同同步步機(jī)機(jī)整整步步并并網(wǎng)網(wǎng)的的時時刻刻。轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速即即轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子子轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速來來調(diào)調(diào)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速恒恒定定，調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)由由電電網(wǎng)網(wǎng)確確定定，所所以以與與夾夾角角，與與也也是是間間的的

50、夾夾角角和和氣氣隙隙電電勢勢定定義義為為空空載載電電勢勢功功角角的的變變化化來來加加以以分分析析。出出功功率率，可可以以通通過過功功角角同同步步發(fā)發(fā)電電機(jī)機(jī)向向電電網(wǎng)網(wǎng)的的輸輸電電壓壓完完全全由由電電網(wǎng)網(wǎng)確確定定聯(lián)聯(lián)入入網(wǎng)網(wǎng)后后，定定子子頻頻率率和和同同步步發(fā)發(fā)電電機(jī)機(jī)通通過過整整步步并并調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)同同步步發(fā)發(fā)電電機(jī)機(jī)的的有有功功功功率率第第四四節(jié)節(jié)IconstnTTTxUEPUEnTTTPPEIUEUUEEMsMf sin 0) ( 0,FFfFF,)( 01000111100ff0 fF0EUsxIjIfFIUsxIj0EB。是是功功率率調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)的的不不穩(wěn)穩(wěn)定定區(qū)區(qū)分分有有處處于于正正弦弦曲曲線線的的下下降降部部在在而而失失步步，導(dǎo)導(dǎo)致致電電機(jī)機(jī)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速連連續(xù)續(xù)上上升升