航空電機第十九章(4～8)同步電機的對稱運行原理wxl.ppt

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電抗的基本概念一 電樞反應電抗 不飽和值 二 電樞反應電抗 飽和值 三 電樞繞組漏抗 19 4電樞反應電抗和漏抗 即勵磁繞組基波磁場所產生的空載感應電勢 氣隙電勢E 勵磁電勢E0 直軸電樞反應電勢Ead 直軸電樞電流Iad 交軸電樞反應電勢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 電抗xad 磁路不飽和 在W2中 電抗的基本概念 19 4電樞反應電抗和漏抗 電抗xad 一 電樞反應電抗 不飽和值 1 直軸電樞反應電抗xad 不飽和值 Id建立直軸電樞磁場 Fad建立的氣隙磁感應強度 每極基波磁通 每相感應電勢 令 則 直軸電樞反應電抗 不飽和值 xad 1 不飽和時 為常數 計及鐵心磁壓降 其值更小 2 由結構參數決定 正比于W2 3 電樞反應磁場 是m相的合成旋轉磁場 其值既包括自感電抗 又包括互感電抗 4 當某相電流為最大時 旋轉磁場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 感應電勢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生的直軸電樞反應磁場在每相電樞繞組中所感應的電勢 2 交軸電樞反應電抗xaq 不飽和值 Iq建立交軸電樞磁場在電樞繞組中相應的感應電勢 同理 交軸電樞反應電抗 不飽和值 3 隱極同步電機的電樞反應電抗xa 不飽和值 勵磁磁勢正弦分布 所以 電樞反應電抗 不飽和值 電勢 二 電樞反應電抗 飽和值 飽和電樞反應電抗也可用來表示電壓平衡關系 但飽和后同步電機一般采用空載特性和磁勢電勢矢量圖來分析電樞反應電抗 同步電抗隨飽和程度的變化而變化 對同一電機 飽和程度越高 電樞反應電抗和同步電抗越小分析計算方法 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 諧波漏抗 總漏抗 三 電樞繞組漏抗 19 7同步電機電抗的測試 一 直軸同步電抗 不飽和值 xd的測試空載特性試驗 空載氣隙線 和三相穩(wěn)態(tài)短路特性試驗 二 交軸同步電抗 不飽和值 xq的測試 小轉差法 1 將轉子由原動機拖動至接近同步速2 勵磁繞組開路3 定子電樞繞組加三相交流電 三 漏抗x 的測試 取出轉子法 電樞繞組加低壓三相交流電 xb通過加測試線圈測定 測量線圈的端電壓Uc 或者xb通過直接計算得到 19 5外特性和調節(jié)特性 一 外特性 在一定的轉速和勵磁電流時 端電壓隨負載電流變化的規(guī)律 變化的原因 1 電樞反應2 電阻和漏抗的壓降 電壓調整率 在額定電壓下和額定負載工況下 切除負載而不改變勵磁電流時 端電壓變化相對額定電壓的百分比 二 調節(jié)特性 轉速不變 維持電壓不變時 勵磁電流隨負載電流變化的規(guī)律 19 6短路特性和短路比 同步發(fā)電機的短路特性是將同步電機定子繞組出線端短路后 定子電流隨勵磁電流變化的特性 短路試驗也是同步電機的基本試驗之一 實驗方法 輸出短接 拖到同步速 通入勵磁電流 改變勵磁電流 記錄短路電流 三相穩(wěn)定短路時 短路電流與勵磁電流之間的關系 一 短路特性 短路特性是一條直線 短路時端電壓U 0 穩(wěn)態(tài)短路的運行特點 短路時端電壓U 0 二 穩(wěn)態(tài)短路的運行特點 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成線性關系 If E0 Ik 穩(wěn)態(tài)短路時磁勢 If與Ik近似成正比 短路電流去磁作用使氣隙磁場很弱 磁路不飽和 If Ff Fa Ik 三 短路比 額定轉速條件下空載電壓為UN時的勵磁電流為If0短路比定義一 指勵磁電流為If0時的三相穩(wěn)定短路電流IK0與額定電流IN之比 短路比定義二 空載額定電壓時的勵磁電流If0與三相短路電流等于額定電流時的勵磁電流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 在短路實驗時 代入短路比公式 非飽和 氣隙線 磁飽和系數 短路比的幾個結論 短路比隨電機的飽和程度而增加 同時又隨電抗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 并聯運行時穩(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行性能和電機造價兩個方面 四 同步發(fā)電機的零功率因素負載特性和波梯電抗 1 同步發(fā)電機的零功率因素負載特性 純電感負載 保持負載電流為常數 發(fā)電機端電壓隨勵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)電機的零功率因素負載特性實際曲線與理論曲線不一致 原因 磁極漏磁隨勵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磁電流比理論值要大 波梯電抗 不同于漏抗 五 電樞反應電抗 19 8同步電機的勵磁及無刷同步發(fā)電機的特點 一 同步電機的勵磁系統(tǒng)1 他勵形式2 自勵形式相復勵3 三次諧波勵磁4 旋轉整流器式無刷勵磁 二 旋轉整流器式無刷同步發(fā)電機的特點 1 旋轉整流器的形式 2 交流勵磁機的特點