沈阳工业大学 6.2.3隐极同步发电机的负载运行 不考虑饱和 正像前面分析的那样,不计饱和时,可以利用叠加原理。按照发电机惯例,如图620 所示参考方向,得定子电动势平衡方程: Eo+Ea+Es=U+/R 其中,Ea=-j1xa;电枢反应电势 Xa电枢反应电抗:数值上等于单位电流所感应的电枢反应电动势:物理意义表示对称三 相电流产生的电枢反应磁场在定子绕组中感应电动势的能力 X;电枢感应漏电势,Ⅹ。漏电抗总为常数 所以,E=U+IRn+1Xn+∥X=U+IRn+jX1 Ⅹ=Xa+Xa为隐极同步电机的同步电抗,它表征对称稳态远行时电枢反应基波磁场和漏磁 场综合效应的电磁参数 相量图:621不计饱和时隐极同步发电机的时空矢量图和等效电路(任意波形) 622不计饱和时用励磁电动势和同步电抗表示的隐极同步发电机的时空 相量图和等效电路(正弦波形 2.考虑饱和 考虑饱和时,不能利用叠加原理。应该由合成磁势F。求磁通的,由磁通求电势E 电势平衡方程:EB+Ea=U+R Es=u++ilX 根据图624知,饱和时漏抗压降的延长线不和空载励磁电动势闭合。 6.2.4凸极同步发电机的负载运行 1.不考虑饱和 此时,转子直流励磁电流和定子绕组电流的交直轴分量各自作用产生磁势,在产生磁通, 进一步会感应电势。最终将所有电势叠加起来得到平衡方程式及相应的相量图。 J直流励磁电流一→Fn励磁基波磁势一ψ主磁通一Eo感应电动势(定子绕组) ψ漏磁通(与转子交链) 负载定子电流→→d→Fa-中a一Ea电枢感应电动势 定子漏磁通→E定子感应漏电势 E0+Ea+Ea+Ea=U+/R相量图625
沈阳工业大学 ６ 6．2．3 隐极同步发电机的负载运行 1． 不考虑饱和 正像前面分析的那样，不计饱和时，可以利用叠加原理。按照发电机惯例，如图 6.20 所示参考方向，得定子电动势平衡方程： a Ra E E E U I . . . . . 0 + + = + 其中， a Xa E j I . . = − ； 电枢反应电势， Xa电枢反应电抗：数值上等于单位电流所感应的电枢反应电动势；物理意义表示对称三 相电流产生的电枢反应磁场在定子绕组中感应电动势的能力。 X E j I . . = − ； 电枢感应漏电势， Xσ漏电抗总为常数。 所以， a a a Xt E U I R j I X j I X U I R j I . . . . . . . . 0 = + + + = + + Xt=Xa+Xσ为隐极同步电机的同步电抗，它表征对称稳态远行时电枢反应基波磁场和漏磁 场综合效应的电磁参数。 相量图：6.21 不计饱和时隐极同步发电机的时空矢量图和等效电路（任意波形） 6.22 不计饱和时用励磁电动势和同步电抗表示的隐极同步发电机的时空 相量图和等效电路（正弦波形） 2． 考虑饱和 考虑饱和时，不能利用叠加原理。应该由合成磁势 F 求磁通 ，由磁通求电势 E 电势平衡方程： Ra E E U I . . . . . + = + X E U I R j I a . . . . . = + + 根据图 6.24 知，饱和时漏抗压降的延长线不和空载励磁电动势闭合。 6．2．4 凸极同步发电机的负载运行 1．不考虑饱和 此时，转子直流励磁电流和定子绕组电流的交直轴分量各自作用产生磁势，在产生磁通， 进一步会感应电势。最终将所有电势叠加起来得到平衡方程式及相应的相量图。 . f I 直流励磁电流 Ff 1 励磁基波磁势 0 . 主磁通 0 . E 感应电动势（定子绕组） f . 漏磁通（与转子交链） . I 负载定子电流 Id Fad φad E ad . 电枢感应电动势 Iq Faq φaq Eaq . 定子漏磁通 . E 定子感应漏电势 则， ad aq Ra E E E E U I . . . . . 0 . + + + = + 相量图 6.25
电机学教案 同时有: nd o dad oc Fad o Fad oc l记{2a=-1x Eaa=-jlg 电抗 是直轴电枢反应电抗和交轴电枢反应电抗,它们物理意义是反映定子电流产 生的磁场在定子绕组中感应电动势的能力。 IRa+jld xad+j. JIX 方程式进一步可以写出:=U+/Rn+j14(xa+xn)+j2(Xm+X) IRa+jla xa+jlg xq 参数 X>X4(∵〈)。分别称为凸极同步电机直轴同步电抗和交轴同步电抗 相量图6.26 2.考虑饱和 考虑饱和后,首先要把作用在直轴上的磁势进行叠加,然后求各自的直轴磁通和电势以及 交轴磁通和电势,最后再合成交直轴电势。即 Ft 平衡方程式:Ea+Ea+Eo=U+Rn=E+Eo 交轴气隙大,可以认为磁路线性,交轴电枢反应电抗为常数,则Ed=U+IRn+j1Xa+IX 相量图6.27 6.3同步发电机的运行特性 运行特性是指:空载特性Eo=(I):短路特性Ik=f();零功率因数特性U=f(l;外特性 U=f(I);调整特性Irf()。 两个重要参数:短路比ke和电压调整率 采用标么值分析同步电机,基值选取如下 容量基值:S6= MUNSIN单位VA 电压、电流基值:Ub=U1,b6=l
电机学教案 ７ 同时有： aq aq aq aq q ad ad ad ad d E F F I E F F I ' ' 记 = − = − aq q q ad d d E j I X E j I X . . 电抗 Xad, Xaq 是直轴电枢反应电抗和交轴电枢反应电抗，它们物理意义是反映定子电流产 生的磁场在定子绕组中感应电动势的能力。 方程式进一步可以写出： a d d q q a d ad q aq a d ad q aq U I R j I X j I X U I R j I X X j I X X E U I R j I X j I X j I X . . . . . . . . . . . . . 0 . ( ) ( ) = + + + = + + + + + = + + + + 参数 = + = + X X X X X X q aq d ad ， Xd>Xq（ d q ）。分别称为凸极同步电机直轴同步电抗和交轴同步电抗。 相量图 6.26 2．考虑饱和 考虑饱和后，首先要把作用在直轴上的磁势进行叠加，然后求各自的直轴磁通和电势以及 交轴磁通和电势，最后再合成交直轴电势。即： If Ff Fd φd Ed Id Fad Iq Faq φaq Eaq φσ Eσ 平衡方程式： . . . . . . . Ed + Ead + E = U+ I Ra = E + E 交轴气隙大，可以认为磁路线性，交轴电枢反应电抗为常数，则 X E U I R j I X j I d a q aq . . . . . = + + + 相量图 6.27 6．3 同步发电机的运行特性 运行特性是指：空载特性 E0=f(If)；短路特性 Ik=f(If)；零功率因数特性 U=f(If)；外特性 U=f(I)；调整特性 If=f(I)。 两个重要参数：短路比 kc 和电压调整率 采用标么值分析同步电机，基值选取如下： 容量基值： b N N S = mU I 单位 VA 电压、电流基值： b N b N U =U , I =I