第7章同步电机的运行原理

1、8.1.1 同步电机的主要结构上一页下一页退 出返 回2 转子（磁极） 同步电机的转子有两种结构型式： 凸极式 隐极式图图8-3 8-3 同步电机的转子结构同步电机的转子结构上一页下一页返 回退 出上一页下一页退 出返 回上一页下一页退 出返 回上一页下一页退 出返 回3 汽轮发电机和水轮发电机在结构上的区别： 1、汽轮发电机结构 （1）定子铁心思考：定子铁心为什么要用0.5mm的硅钢片叠裝？（2）定子绕组2 2、水轮发电机结构、水轮发电机结构(1)(1)立式水轮发电机立式水轮发电机(2)(2)卧式水轮发电机卧式水轮发电机上一页下一页返 回(3)(3)转子结构转子结构10000kw10000k

2、w水轮机转子水轮机转子上一页下一页返 回上一页退 出下一页返 回3 3 冷却问题简述冷却问题简述: :上一页下一页返 回8.1.2 同步电机的额定值NU退 出上一页下一页NINP退 出上一页下一页310cosNNNNIUP3310cosNNNNNIUP3Nf退 出上一页pfnNN608.2 8.2 同步电机的磁场和电枢反应同步电机的磁场和电枢反应8.2.1 电枢反应: 电枢磁动势对励磁磁动势的影响下一页返 回退 出0E退 出下一页aIaIaI0E0E（1 1） 和和 同相位（同相位（=0=0）时的电枢反应）时的电枢反应0E上一页下一页返 回退 出aI0E =0 =0 时的电枢反应时的电枢反应退

3、 出上一页下一页（2 2） 滞后滞后 9090电角度（电角度（=90=90）时的电枢反应）时的电枢反应=90=90 时的电枢反应时的电枢反应退 出上一页下一页aI0E退 出上一页下一页aI0E退 出上一页下一页qdaIII.cossinaqadIIII退 出上一页下一页返 回aI0EdI0EqIqIdIcossinaaqaadFFFF退 出上一页下一页090000900退 出上一页下一页同理可以分析当电流超前于电动势的退 出上一页下一页8.2.6 8.2.6 同步电抗的概念同步电抗的概念f0EaFaaEaE退退 出出上一页上一页下一页下一页返返 回回aaaXI jEaX退 出上一页下一页a E

4、aI退 出上一页下一页 XI jEafIfF00EaFaaEE隐隐 极极 发发 电电 机机 的的 电电 磁磁 过过 程程aaaXI jE XI jEa EaaRIaI asaaaaaaaXI jXXI jXI jXI jEE)()( 退 出上一页下一页 XXXasaXsX退 出上一页下一页退 出上一页下一页图图8-7 8-7 同步电机磁路同步电机磁路aFsinaadFFcosaaqFFadFadaqFaq退 出上一页下一页adaqadEaqE.aqdaqaddadXI jEXI jE退 出上一页下一页dadadadIFEqaqaqaqIFEdXqXXXXXXXaqqaddadXaqX退 出上一

5、页下一页fIfF0qIdIadFaqFadaqadEaqE0E凸凸 极极 发发 电电 机机 的的 电电 磁磁 过过 程程 EaaRIaI E上一页下一页返 回8.3 8.3 隐极同步发电机的电压方程和相量图隐极同步发电机的电压方程和相量图退 出上一页下一页上一页下一页返 回.0.UEEEa退 出上一页下一页上一页下一页返 回0EUaIaRsjX等值电路 上一页下一页返 回saXI jUE0退 出上一页下一页已知发电机的端电压、负载电流和功率因数cos及参数。0EaI0EUUaI 退 出上一页下一页cossin1UUXItgsa220)sin()cos(saXIUUE0E退 出上一页下一页上一页

6、下一页返 回adFaqF退 出上一页下一页返 回退 出上一页下一页UEEEEaqad 0上一页下一页返 回 XI jXI jXI jUEaaqqadd0 XI jXIjXI jEqdaqqddXI jXI jUE0退 出上一页下一页上一页下一页返 回0EaIqdddqqddqdddXI jXI jXI jXI jUXI jXI jE0qaqdqqdqqqddXI jUXIIjUEXI jXI jUXXI jE)()(00即退 出上一页下一页0EUqaXI jaI退 出上一页下一页上一页下一页返 回cossin1UUXItgqaddXIUEcos0UqqXI jddXI j0EdIqI退 出上一

7、页下一页上一页下一页返 回1nn )(0fIfE 0aI退 出上一页下一页返 回0EffIfF)(0fIfE )(ffFf退 出上一页下一页上一页下一页返 回00/ffIIk 25. 11 . 1 k上一页下一页返 回1nn fIkI)(fkIfI skXI jE00UkaII 退 出上一页下一页退 出上一页下一页上一页下一页返 回图图8-17 8-17 空载特性与短路特性空载特性与短路特性 图图8-18 8-18 三相短路时的相量图三相短路时的相量图 0EdkXI jE0kI0E0EfIkIfIkI退 出上一页下一页dX退 出上一页下一页上一页下一页返 回1ffiI101kdsIEXX或1k

8、I01E退 出上一页下一页上一页下一页返 回2kI2kNdIUXdqXX65. 0退 出上一页下一页2fi上一页下一页返 回*000001ddNNNfkffffkfNkcxkxIUkEUkIIIIIIIIk上一页下一页返 回上一页下一页返 回1nn aIcosNaII fUf i退 出上一页下一页上一页下一页返 回退 出上一页下一页上一页下一页返 回图图8-19 8-19 同步发电机零功率因数特性同步发电机零功率因数特性 图图8-20 8-20 纯电感负载时相量图纯电感负载时相量图aIXIaOBABBC退 出上一页下一页上一页下一页返 回ABC退 出上一页下一页上一页下一页返 回退 出上一页下

9、一页上一页下一页返 回 xxp）（10. 105. 1CBaIBAX退 出上一页下一页xxp）（3 . 11 . 1上一页下一页返 回NddITCXX饱和值或上一页下一页返 回图图 8-228-22上一页下一页返 回 图图 8-238-23上一页下一页返 回1nn fIcos退 出上一页下一页返 回退 出上一页下一页图图8-24 8-24 同步发电机外特性曲线同步发电机外特性曲线退 出上一页下一页%1000NNUUEU上一页退 出下一页返 回退 出上一页下一页返 回同步发电机的同步发电机的 并联运行并联运行下一页上一页退 出退 出上一页下一页退 出上一页下一页上一页下一页返 回UUU1退 出上

10、一页下一页上一页下一页返 回退 出上一页下一页上一页下一页返 回UUU10U退 出上一页下一页上一页下一页返 回132VASAGCGBSCSBGGS 3电网GSSAUSBUSCUGBUGAUGCU1U2U3U暗灯法接线和向量图暗灯法接线和向量图 (b)(b)U退 出上一页下一页上一页下一页返 回退 出上一页下一页上一页下一页返 回f1f退 出上一页下一页上一页下一页返 回退 出上一页下一页退 出上一页下一页8.7.2 隐极同步发电机功率平衡方程式和功角特性1PmpFepMP退 出上一页下一页返 回FemCupppPP21adpCuMpPP2退 出上一页下一页输入输入功率功率P1输入输入功率功率

11、P1机械损机械损耗耗pmec附加损附加损耗耗pad机械损机械损耗耗pmec附加损附加损耗耗pad铁损铁损pFe铁损铁损pFe电磁功电磁功率率Pem电磁功电磁功率率Pem定子铜损定子铜损pcu1定子铜损定子铜损pcu1输出功输出功率率P2输出功输出功率率P2同同 步步 发发 电电 机机 有有 功功 功功 率率 的的 流流 程程 图图上一页下一页返 回 sinsincoscos)cos(cosaaaaMmUImUImUImUIP退 出上一页下一页上一页下一页返 回隐极同步发电机的相量图隐极同步发电机的相量图退 出上一页下一页上一页下一页返 回cossinsaXIUsincos0saXIUEsasa

12、XUEIXUIcossinsincos0退 出上一页下一页 sin1)cos(sin1cossin002sssMXUEmXUEmUXmUP（8-28）上一页下一页返 回0EMP退 出上一页下一页上一页下一页返 回励磁电流下一定时，改变励磁一定时，改变励磁电流电流，若，若，则则12fiMP12ffii09001800090009001800MP122fi1fi请比较请比较和和的大小的大小1fi2fisMXUEmP0maxsin101sMXmUEPT退 出上一页下一页sincossinsincoscos)cos(cosdqaaaaMmUImUImUImUImUImUIP退 出上一页下一页返 回co

13、ssin0UEXIUXIddqqddqqXUEIXUIcossin0退 出上一页下一页上一页下一页返 回图图8-37 8-37 凸极同步发电机的相量图凸极同步发电机的相量图 图图8-38 8-38 凸极同步发电机的功角特性曲线凸极同步发电机的功角特性曲线 2002sin)11(2sinsincoscossinMMdqddqMPPXXUmXUEmXUEmUXUmUPMP MP退 出上一页下一页上一页下一页返 回0EdqXX/1/1退 出上一页下一页上一页下一页返 回 121012sin)11(2sinTTXXmUXmUEPTdqdM 退 出上一页下一页上一页下一页返 回退 出上一页下一页UEEa

14、0返 回f0E0EUf0EUU退 出上一页下一页上一页下一页返 回退 出上一页下一页上一页下一页返 回退 出上一页下一页max1MPP 退 出上一页下一页上一页下一页返 回退 出上一页下一页返 回常数或常数sincos02sMaXUEmPmUIPm、U、sX常数常数sincos0EIa退 出上一页下一页1aIUcos退 出上一页下一页上一页下一页返 回图图8-42 8-42 不励磁时同步发电机的相量图不励磁时同步发电机的相量图 退 出上一页下一页上一页下一页返 回上一页下一页返 回退 出上一页下一页上一页下一页返 回coscoscos上一页退 出上一页下一页返 回退 出下一页返 回退 出下一页

15、上一页返 回退 出下一页上一页退 出下一页上一页上一页下一页返 回cosamUIP saXI jEU0UaIUaI 退 出下一页上一页返 回退 出下一页上一页UaIsaXI jEU0退 出下一页上一页aI退 出下一页上一页上一页下一页返 回退 出下一页上一页qqddXI jXI jEU0上一页下一页返 回2sin)11(2sin20dqdMXXUmXUEmP退 出下一页上一页上一页下一页返 回 图图8-468-46凸极同步电动机凸极同步电动机 图图8-47 8-47 同步电动机的同步电动机的 的功角特性曲线的功角特性曲线 磁阻转矩磁阻转矩退 出下一页上一页00E2sin)11(22dqMXXUmP退 出下一页上一页上一页下一页返 回退退 出出下一页下一页上一页上一页返返 回回退 出下一页上一页上一页下一页返 回退 出下一页上一页退退 出出下一页下一页上一页上一页返返 回回退 出下一页上一页退 出下一页上一页上一页下一页返 回退 出下一页上一页上