航空電機(jī)第十九章(4～8)同步電機(jī)的對(duì)稱運(yùn)行原理wxl.ppt

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電抗的基本概念一 電樞反應(yīng)電抗 不飽和值 二 電樞反應(yīng)電抗 飽和值 三 電樞繞組漏抗 19 4電樞反應(yīng)電抗和漏抗 即勵(lì)磁繞組基波磁場(chǎng)所產(chǎn)生的空載感應(yīng)電勢(shì) 氣隙電勢(shì)E 勵(lì)磁電勢(shì)E0 直軸電樞反應(yīng)電勢(shì)Ead 直軸電樞電流Iad 交軸電樞反應(yīng)電勢(shì)Eaq 交軸電樞電流Iaq 電樞電流I 二 不飽和凸極同步發(fā)電機(jī) 電抗xad 磁路不飽和 在W2中 電抗的基本概念 19 4電樞反應(yīng)電抗和漏抗 電抗xad 一 電樞反應(yīng)電抗 不飽和值 1 直軸電樞反應(yīng)電抗xad 不飽和值 Id建立直軸電樞磁場(chǎng) Fad建立的氣隙磁感應(yīng)強(qiáng)度 每極基波磁通 每相感應(yīng)電勢(shì) 令 則 直軸電樞反應(yīng)電抗 不飽和值 xad 1 不飽和時(shí) 為常數(shù) 計(jì)及鐵心磁壓降 其值更小 2 由結(jié)構(gòu)參數(shù)決定 正比于W2 3 電樞反應(yīng)磁場(chǎng) 是m相的合成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng) 其值既包括自感電抗 又包括互感電抗 4 當(dāng)某相電流為最大時(shí) 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)軸線與該相繞組的軸線重合 即每相繞組的磁通與電流同相位 所以 感應(yīng)電勢(shì)滯后磁通也即滯后電流90 5 xad的物理意義 三相單位直軸電流產(chǎn)生的直軸電樞反應(yīng)磁場(chǎng)在每相電樞繞組中所感應(yīng)的電勢(shì) 2 交軸電樞反應(yīng)電抗xaq 不飽和值 Iq建立交軸電樞磁場(chǎng)在電樞繞組中相應(yīng)的感應(yīng)電勢(shì) 同理 交軸電樞反應(yīng)電抗 不飽和值 3 隱極同步電機(jī)的電樞反應(yīng)電抗xa 不飽和值 勵(lì)磁磁勢(shì)正弦分布 所以 電樞反應(yīng)電抗 不飽和值 電勢(shì) 二 電樞反應(yīng)電抗 飽和值 飽和電樞反應(yīng)電抗也可用來表示電壓平衡關(guān)系 但飽和后同步電機(jī)一般采用空載特性和磁勢(shì)電勢(shì)矢量圖來分析電樞反應(yīng)電抗 同步電抗隨飽和程度的變化而變化 對(duì)同一電機(jī) 飽和程度越高 電樞反應(yīng)電抗和同步電抗越小分析計(jì)算方法 空載特性 向量圖 槽部 槽漏磁齒頂漏磁端接部分 基本漏抗 諧波磁場(chǎng) 諧波漏抗 總漏抗 三 電樞繞組漏抗 19 7同步電機(jī)電抗的測(cè)試 一 直軸同步電抗 不飽和值 xd的測(cè)試空載特性試驗(yàn) 空載氣隙線 和三相穩(wěn)態(tài)短路特性試驗(yàn) 二 交軸同步電抗 不飽和值 xq的測(cè)試 小轉(zhuǎn)差法 1 將轉(zhuǎn)子由原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)至接近同步速2 勵(lì)磁繞組開路3 定子電樞繞組加三相交流電 三 漏抗x 的測(cè)試 取出轉(zhuǎn)子法 電樞繞組加低壓三相交流電 xb通過加測(cè)試線圈測(cè)定 測(cè)量線圈的端電壓Uc 或者xb通過直接計(jì)算得到 19 5外特性和調(diào)節(jié)特性 一 外特性 在一定的轉(zhuǎn)速和勵(lì)磁電流時(shí) 端電壓隨負(fù)載電流變化的規(guī)律 變化的原因 1 電樞反應(yīng)2 電阻和漏抗的壓降 電壓調(diào)整率 在額定電壓下和額定負(fù)載工況下 切除負(fù)載而不改變勵(lì)磁電流時(shí) 端電壓變化相對(duì)額定電壓的百分比 二 調(diào)節(jié)特性 轉(zhuǎn)速不變 維持電壓不變時(shí) 勵(lì)磁電流隨負(fù)載電流變化的規(guī)律 19 6短路特性和短路比 同步發(fā)電機(jī)的短路特性是將同步電機(jī)定子繞組出線端短路后 定子電流隨勵(lì)磁電流變化的特性 短路試驗(yàn)也是同步電機(jī)的基本試驗(yàn)之一 實(shí)驗(yàn)方法 輸出短接 拖到同步速 通入勵(lì)磁電流 改變勵(lì)磁電流 記錄短路電流 三相穩(wěn)定短路時(shí) 短路電流與勵(lì)磁電流之間的關(guān)系 一 短路特性 短路特性是一條直線 短路時(shí)端電壓U 0 穩(wěn)態(tài)短路的運(yùn)行特點(diǎn) 短路時(shí)端電壓U 0 二 穩(wěn)態(tài)短路的運(yùn)行特點(diǎn) 短路電流近似為純感性電流 磁路不飽和 去磁作用 氣隙線 If與E0成線性關(guān)系 If E0 Ik 穩(wěn)態(tài)短路時(shí)磁勢(shì) If與Ik近似成正比 短路電流去磁作用使氣隙磁場(chǎng)很弱 磁路不飽和 If Ff Fa Ik 三 短路比 額定轉(zhuǎn)速條件下空載電壓為UN時(shí)的勵(lì)磁電流為If0短路比定義一 指勵(lì)磁電流為If0時(shí)的三相穩(wěn)定短路電流IK0與額定電流IN之比 短路比定義二 空載額定電壓時(shí)的勵(lì)磁電流If0與三相短路電流等于額定電流時(shí)的勵(lì)磁電流IfK之比 0 If If0 IfK IN UN 空載特性 IK0 短路特性 0 If If0 IfK IN UN 空載特性 IK0 短路特性 氣隙線 If E0 在短路實(shí)驗(yàn)時(shí) 代入短路比公式 非飽和 氣隙線 磁飽和系數(shù) 短路比的幾個(gè)結(jié)論 短路比隨電機(jī)的飽和程度而增加 同時(shí)又隨電抗xd的增大而減小 由于xd越小 短路比大 電壓變化就小 為什么 并聯(lián)運(yùn)行時(shí)穩(wěn)定性就好 因此希望短路比大一些 何種措施 短路比的選擇要兼顧運(yùn)行性能和電機(jī)造價(jià)兩個(gè)方面 四 同步發(fā)電機(jī)的零功率因素負(fù)載特性和波梯電抗 1 同步發(fā)電機(jī)的零功率因素負(fù)載特性 純電感負(fù)載 保持負(fù)載電流為常數(shù) 發(fā)電機(jī)端電壓隨勵(lì)磁電流變化的特性曲線 短路三角形或特性三角形 2 波梯電抗 同步發(fā)電機(jī)的零功率因素負(fù)載特性實(shí)際曲線與理論曲線不一致 原因 磁極漏磁隨勵(lì)磁電流的增大而增大 提高了磁極和磁軛的飽和程度 因此獲得同樣的氣隙磁通所需的勵(lì)磁電流比理論值要大 波梯電抗 不同于漏抗 五 電樞反應(yīng)電抗 19 8同步電機(jī)的勵(lì)磁及無刷同步發(fā)電機(jī)的特點(diǎn) 一 同步電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)1 他勵(lì)形式2 自勵(lì)形式相復(fù)勵(lì)3 三次諧波勵(lì)磁4 旋轉(zhuǎn)整流器式無刷勵(lì)磁 二 旋轉(zhuǎn)整流器式無刷同步發(fā)電機(jī)的特點(diǎn) 1 旋轉(zhuǎn)整流器的形式 2 交流勵(lì)磁機(jī)的特點(diǎn)