电机及拖动第四版第6章同步电机及同步电动机的电力拖动课件

1、高等教育出版社高等教育电子音像出版社电机及拖动（第4版）电子教案6.1 同步电机的基本工作原理与结构6.2 同步发电机的空载运行6.3同步发电机的电枢反应与机电能量转换6.4 同步发电机的负载运行6.5同步发电机的并联运行6.6同步电动机和同步调相机思考题与习题 同步电机是交流旋转电机的一种,因其转速恒等于同步速机时得名。同步电机主要用作发电机，也可用作电动机和调相机。本章主要分析同步发电机的稳态运行原理和运行特性，简要分析同步电动机和调相机的运行状态。6.7同步电动机的电力拖动基本要求：1.掌握同步电机的基本工作原理，了解凸极机和隐极机的基本结构特点并熟悉同步电机的额定值；2.掌握对称负载运

2、行时的电枢反应和机电能量转换关系；3.了解同步电机中各种电抗的物理意义及大小关系；4.了解同步电机的电动势方程式、相量图和等效电路；5. 掌握三相同步发电机的功率、转矩和运行特性；6. 掌握三相同步发电机的并联运行的条件与方法，有功功角特性及有功功率的调节，无功功率的调节及V形曲线；7. 掌握三相同步电动机的功角特性、矩角特性与V形曲线；8. 对同步调相机作一般了解；9. 了解同步电动机的起动、调速。.1同步电机的基本工作原理与结构 Basic operating principle and structure of synchronous generator教学内容：6.1.1 同步电机的基

3、本工作原理和分类6.1.2 同步电机的基本结构6.1.3 同步电机的额定值及励磁方式教学目的与要求：1 掌握同步发电机的基本工作原理和分类2 了解同步电机的主要结构3 掌握同步电机的额定值,了解励磁方式电路： 励磁电路：产生磁场，组成这一电路的线圈称为励磁绕组，通入直流，一般安装在转子上。 电枢电路：感应电动势，通过电流，进行机电能量转换，组成电枢电路的线圈叫电枢绕组。一般为三相，安装在定子上。.1.1 同步电机的基本工作原理与分类 Operating principle and classify of synchronous generator一、同步发电机的基本工作原理 基于电磁感应定律来

4、工作的。电机中有四路：电路、磁路、水路和风路磁路：定子铁心、转子铁心、空气隙 。 励磁绕组通入直流电流后建立恒定磁场，原动机拖动转子以转速 旋转时，其磁场切割定子绕组而感应交流电动势 。 1、感应电动势的波形 电动势的波形取决于转子磁场在气隙空间的分布波形，设计时尽可能将极弧设计制造成适当的形状，使产生的磁场沿气隙空间按正弦规律分布。 3、大小：频率：4、相序：由转子的转向决定。2、感应电动势的频率 同步电机转子转速与磁极对数P有固定关系 P=1，n=3000 r/min P=2，n=1500 r/min P=30，n=100 r/min同步电机同步的由来U2U1W2V1W1V2发电机的物理过

5、程可用图示表示旋转示意图1旋转示意图2二、同步电机的分类1.按运行方式，同步电机分发电机、电动机和调相机。2.按结构型式，同步电机分旋转电枢式和旋转磁极式。旋转磁极式同步电机按磁极形状，又分隐极式和凸极式两种。 按原动机类别,同步电机分为汽轮发电机、水轮发电机和柴油发电机等。汽轮发电机一般作成隐极式，现代汽轮发电机均为2极，转速为3000转/分钟，水轮发电机采用凸极式，极数多，转速低。同步电动机、柴油发电机和调相机一般作成凸极式。3.按冷却介质和冷却方式分类（1）空气冷却（空冷）：采用内扇式轴向和径向混合通风系统（2）氢气冷却（氢冷）：由外冷式发展到内冷式，采用空心导线 （3）水冷却（水冷）：

6、水内冷，定子绕组水内冷应用较多冷却组合方式： 全氢冷； 水-氢-氢：定子绕组水内冷、转子绕组氢内冷，定转子铁心氢外冷； 水-水-氢：定、转子绕组水内冷、定子铁心氢冷； 水-水-空：定、转子绕组水内冷、定子铁心空冷。 .1.2 同步电机的基本结构 Basic structure of synchronous generator一、汽轮发电机铁心绕组定子(电枢)作用：作为磁路，嵌放电枢绕组构成：由0.350.5mm厚的硅钢片叠成，直径大于1m的用扇形片叠成。机座：要求有足够的强度和钢度。机座和端盖：构成电机的壳体作用：感应电动势，传递功率构成：由扁铜线绕制机座作用：支撑铁心和线圈构成：由钢板焊接而

7、成转子铁心励磁绕组转子作用：作为磁路，嵌放励磁绕组构成：整体式或组合式转子铁心作用：通入直流，产生磁场构成：铜线绕制护环作用：保护励磁绕组受离心力时不甩出构成：钢质圆筒转子形式：隐极式转子特点： .气隙均匀 .P=1（P=2） .用整块钢锻成 .轴向长，径向短中心环：支持护环，阻止励磁绕组轴向移动滑环：引励磁电流经电刷、滑环进入励磁绕组风扇：阻尼绕组：削弱负序磁场，抑制振荡机械端口转子定子绕组定子铁心电端口ABC返回返回汽轮发电机结构 定子铁心返回返回汽轮发电机转子结构返回定子(电枢)铁心：与汽轮发电机相同绕组：常采用分数槽绕组，改善电动势波形二、水轮发电机型式：悬吊式推力轴承在转子上部；伞式

8、推力轴承在转子下部转子：水流速慢，要产生50Hz频率的电动势，磁极对数较多（P=20或P=24等）转子形式：凸极式转子特点： .气隙不均匀； .极数多P3； .直径大，短而粗，Da/L=57 水轮发电机结构(1)立式水轮发电机(2)卧式水轮发电机水轮发电机转子结构10000kW水轮机转子发电环节各种发电机 引进600MW汽轮发电机绥中发电厂1000MW汽轮同步发电机国产300MW汽轮发电机国产200MW汽轮发电机定子国产200MW汽轮发电机定子铁心现场运行的水轮发电机.1.3 同步电机的额定值及励磁方式同步发电机额定值之间关系为：额定运行时加在三相定子绕组上的线电压。 指电机额定运行时，输出功

9、率的保证值。同步发电机是指输出的额定视在功率或有功功率，单位是kVA或kW。电动机额定容量是指额定条件下转轴上输出的机械功率，单位是kW。调相机用kVA或kvar表示。在额定运行状态下三相定子绕组的线电流.一、 同步电机的额定值二、 同步电机的励磁方式1.直流励磁机励磁2.静止半导体励磁自励式静止半导体励磁系统3.旋转半导体励磁旋转半导体励磁系统4.三次谐波励磁三次谐波励磁原理教学重点：1 同步电机的基本工作原理2 同步电机的额定值的含义及其关系教学难点：同步电机的结构作 业：P215：6.3小结.2 同步发电机的空载运行教学内容：6.2.2 空载特性教学目的与要求：1.掌握空载运行时的物理情

10、况No-load operation of synchronous generator6.2.1 空载运行时的物理情况2.掌握空载特性的定义及求取方法.2 同步发电机的空载运行电磁关系： 同步发电机被原动机拖动到同步转速，励磁绕组中通入直流电流，定子绕组开路的运行称为空载运行。空载电动势 大小：.2.1 空载运行时的物理情况空载特性：空载电动势 大小：.2.2 空载特性.2.3 时空矢量图教学重点：1.同步发电机的空载运行时的物理情况教学难点：同步发电机的空载特性求取方法作业：P215：6.4小结2.同步发电机的空载特性6.3 同步发电机的电枢反应与机电能量转换2.掌握电枢反应与机电能量转换的

11、关系教学内容：教学目的与要求： 二、 滞后 时的电枢反应 三、 超前 时的电枢反应一、 和 同相时的电枢反应 四、一般情况下的电枢反应 1.掌握 不同情况下的电枢反应6.3.2 电枢反应与机-电能量转换6.3.1 电枢反应.3 同步电机的电枢反应与机电能量转换引言：1.问题的提出 RLC负载实验，看发电机电压变化。 2.负载时电机内的电磁物理情况 负载Ff1励磁绕组通直流电流产生，转速为n1，由原动机带动，位置取决于转子的位置，磁场的大小恒定不变。Fa 由定子三相电流产生，基波电枢磁动势转速为n1，转向与转子转向一致，极数与转子极数相同，幅值大小不变，位置：哪相电流达最大值，电枢磁动势就恰好转

12、到哪相绕组轴线上。Fa与Ff1两磁动势在空间均以n1速度同向旋转，故相对静止。Armature reaction of synchronous generator 3.什么叫电枢反应 电机带上负载后，电枢磁动势的基波在气隙中使气隙磁通的大小及位置均发生变化, 这种影响称为电枢反应.电枢反应的性质，取决于电枢磁动势基波 和励磁磁动势基波 之间的相对位置，即与空载电动势 和电枢电流 之间的夹角 有关. 4.几个基本名词概念 （1） 内功率因数角； （外）功率因数角； （2）d轴（纵轴、直轴）转子磁极中心线； q轴（横轴、交轴）转子磁极极间中心线。励磁磁动势和电枢磁动势的区别基波波形大小位置转速转向

13、励磁磁动势正弦波恒定，由励磁电流决定由转子位置决定由原动机的转速决定由原动机决定电枢反应磁动势正弦波恒定，由电枢电流决定由电流瞬时值决定由磁极对数和电流频率决定由电流相序决定一、 时的电枢反应正方向规定（发电机惯例） （1）电动势、电流，末进首出； （2）磁动势：正向电流建立正向磁动势。空载电动势 和电枢电流 同相位.用时空矢量图分析电枢反应：时间相量： 等，以时轴（+j）为参考轴。空间向量： 等，以定子各相绕组轴线为参考轴，通常选取U相绕组轴线（+U）作为空间参考轴。选取U相电动势达最大值瞬时分析：d轴q轴 U轴U1U2 W2V1W1V2NSW轴V轴电枢反应性质：电枢磁动势位于交轴，故称交轴

14、电枢反应。特点：1）交磁作用，使磁场轴线改变位置；2）电磁转矩为制动转矩；3）相量 同相，表明发电机向电网输送有功，同步发电机处于发电运行状态。d轴q轴 U轴U1U2 W2V1W1V2NSW轴V轴二、 时的电枢反应空载电动势 超前电枢电流 电枢反应性质： 电枢磁动势位于直轴上，且与Ff1反向，故称直轴去磁电枢反应。特点： 1）对转子磁场起去磁作用，使发电机端电压降低。若保持端电压不变，气隙合成磁场近似保持不变，应相应增大励磁电流，此时电机为过励磁运行状态。 2）电枢反应结果，不会使气隙磁场畸变。 3）发电机发出有功功率为零，仅发出感性无功功率。d轴q轴 U轴U1U2 W2V1W1V2NSW轴V

15、轴三、 时的电枢反应空载电动势 滞后电枢电流 电枢反应性质： 电枢磁动势位于直轴上，且与Ff1同向，故称直轴助磁（增磁）电枢反应。特点： 1）对转子磁场起增磁作用，使发电机端电压上升。若保持端电压不变，气隙合成磁场近似保持不变，应相应减少励磁电流，此时电机为欠励磁运行状态。 2）电枢反应结果，不会使气隙磁场畸变。 3） 发电机发出有功功率为零，向电网输出容性无功功率。d轴q轴 U轴U1U2 W2V1W1V2NSW轴V轴四、一般情况下的电枢反应1.空载电动势 超前电枢电流 角, 电枢反应性质：既有交轴,还有直轴去磁电枢反应此种情况下-直轴分量-交轴分量-直轴分量电流产生的合成磁动势-交轴分量电流

16、产生的合成磁动势电枢反应性质： Fad作用于交轴，称为交轴电枢反应，起交磁作用； Faq作用于直轴，称为直轴电枢反应，起去磁作用。特点：既交磁，又去磁。 1）使气隙磁场轴线位置发生改变；2）使气隙磁场受到削弱，直轴去磁作用，导致端电压降低。2.空载电动势 超前电枢电流 角, 特点：既交磁又增磁， 1）使气隙磁场轴线位置发生改变；2）导致端电压上升。四、一般情况下的电枢反应（总结）上升下降 上升下降下降下降不变不变下降R、C增强交轴直轴助磁d、q轴R、L削弱交轴直轴去磁d、q轴C增强直轴助磁d轴L削弱直轴去磁d轴R波形畸变交轴q轴 负载性质对电机的影响电枢反应性质记作夹角 位置6.3.2 电枢反

17、应与机-电能量转换 电枢反应是同步电机在负载运行时的重要物理现象，它不仅是引起端电压变化的主要原因，而且也是电机实现机-电能量转换的枢纽。输出的有功功率越大，有功分量电流就越大，交轴电枢反应越强， 越大，这就要求原动机输入更大的驱动转矩，维持电机的转速不变。 说明发电机带感性(或容性)无功负载时,不需要原动机增加能量. 但是直轴去磁（或助磁）电枢反应对气隙磁场有去磁（或助磁）作用，致使电压下降（或上升）。为维持电压恒定所需的励磁电流也需要相应增加（或减小）。 直轴电枢反应磁场与励磁电流共同作用,在励磁绕组上产生电磁力,但不能形成电磁转矩. 一般情况下，发电机既带有功负载，又带感性无功负载，有功

18、电流的变化影响发电机的转速及频率，无功电流的变化影响发电机的电压。 综上所述，交轴电枢反应的存在是实现机电能量转换的关键。为了保持发电机的频率和电压的稳定，必须随负载变化及时调节发电机的输入功率和励磁电流。教学重点：1 同步发电机的电枢反应情况2 电枢反应与机电能量转换关系教学难点：同步发电机的在 角不同时候的电枢反应作业：补充题1：何为同步发电机的电枢反应？小结6.4 同步发电机的负载运行2.掌握同步发电机的运行特性教学内容：6.4.1 凸极同步发电机的电动势方程式和相量图6.4.2 隐极同步发电机的电动势方程式、相量图和 等效电路教学目的与要求： 1.掌握用电动势方程、相量图和等效电路分析

19、凸极和隐极同步发电机的方法6.4.3 同步发电机的特性6.4.1 凸极同步发电机的电动势方程和相量图.4 同步电机的负载运行一、凸极同步发电机的电动势方程电磁关系：不计磁路饱和时有下列关系由于且令则电动势平衡方程-直轴同步电抗-交轴同步电抗 分别表征在对称负载下，单位直轴或交轴三相电流产生的总电枢磁场在电枢每一相绕组中感应的电动势。二、凸极同步发电机的相量图作图步骤6.4.2隐极同步发电机的电动势方程、相量图和等效电路一、电动势方程电磁关系：不计磁路饱和时有下列关系令电动势平衡方程-同步电抗 表征在对称负载下，单位三相电流产生的电枢总磁场在电枢每一相绕组中感应的电动势。二、等效电路和相量图等效

20、电路相量图根据相量图可求出 当忽略电枢回路电阻时得到的等效电路称为简化等效电路,对应的相量图称为简化相量图 内功率因数角； （外）功率因数角； 功率角。 讨论: （1）阻感性负载（ ）除发有功外，还发感性无功；） ， 既交磁，又去磁， 。 （2）纯阻性负载（ ）全发有功；） ， 既交磁，又去磁， 。 ）既发有功，又发容性无功；） ， 既交磁，又增磁， 。 （3）阻容性负载（ ）思考题 分别作出汽轮同步发电机带阻性、纯感性、纯容性、电感性、电容性负载时的简化相量图，并说明各种情况下电枢反应的性质？6.4.3 同步发电机特性（operating characteristics of synchro

21、nous generator）一、空载特性定义： 空载特性是发电机的基本特性之一。它一方面表征了磁路的饱和情况，另一方面把它和短路特性、零功率因数负载特性配合，可确定电机的基本参数、额定励磁电流和电压变化率等。 实际生产中，它还可以检查三相电枢绕组的对称性、匝间短路、判断励磁绕组和定子铁心有无故障等。 二、短路特性定义：短路时的等效电路短路特性曲线 短路特性与空载特性配合可以求出电机的同步电抗。三、外特性定义：外特性曲线 当发电机带阻性和感性负载时，外特性是下降的，原因是电枢反应的去磁作用和电枢漏阻抗产生了电压降. 带容性负载时且（发电机负载的容抗大于同步电抗）时，外特性是上升的，原因是电枢反

22、应的助磁作用和容性电流在漏抗上的压降。四、调节特性定义：调整特性曲线 在感性和阻性负载时，随着负载电流的增加，必须增加励磁电流，补偿电枢反应的去磁作用和漏阻抗压降，保持端电压恒定；对容性负载，随着负载电流的增加，必须减小励磁电流。 在功率因数一定情况下,根据调整特性曲线,可确定在负载变化范围内,维持电压不变所需的励磁电流的变化范围。运行人员可利用调整特性曲线,使系统中无功功率的分配更合理一些。教学重点：1 凸极同步发电机电动势方程和相量图2 隐极同步发电机电动势方程、相量图和等效电路教学难点： 凸极同步发电机的相量图作 业：补充题2：同步电机的电抗大小取决于什么？试比较直 轴同步电抗与交轴同步

23、电抗的大小？小结3 同步发电机运行特性6.5 同步发电机的并联运行2.熟练掌握同步发电机有功功率调节的方法教学内容：6.5.1 并联运行的条件与方法6.5.2 同步发电机的有功功角特性及有功功率的调节教学目的与要求： 1.熟练掌握同步发电机的并联运行条件6.5.3 同步发电机的无功功率调节及V形曲线3.熟练掌握同步发电机无功功率调节的方法并联运行的含义.5 同步电机的并联运行（parallel connection operation of synchronous generator）1、提高供电的可靠性；2、提高供电的经济性；3、提高电能的质量。4、合理使用电能 1）水、火电的合理配合使用；

24、 2）各用电地区的相互调剂； 3）合理使用发电机的台数，提高运行效率。无穷大电网的含义 将两台或更多台发电机分别接在电力系统对应母线上，或通过变压器、输电线接在电力系统的公共母线上，共同向负荷供电。并联运行的优点并列方法1.准同期法2.自同期法6.5.1 并联运行的条件与方法一、准同期并列的条件1.待并发电机的电压大小与电网电压大小相等，即Ug=Us；2.待并发电机的电压相位与电网电压相位相同；3.待并发电机电压频率与电网电压频率相同，即fg=fs ； 4.待并发电机与电网的电压波形要相同，即均为正弦波； 5.待并发电机的相序与电网的相序相同。 上述条件中第4项在制造电机时已得到保证。第5项一

25、般在安装发电机时，根据发电机的转向确定了发电机的相序而满足，因此运行人员在并列时只需调节发电机使其满足其它前两个条件即可。 不满足任一条件的并列称为非同期并列，将对电机产生严重的危害。重点内容1. 电压大小不等此时,ab两端有电位差 在电位差的作用下发电机产生冲击电流，即 冲击电流为无功分量，不会加重原动机的负担，但会在电枢绕组中产生很大的冲击力，使电枢绕组端部受冲击力的作用而变形。2. 相位不同 电位差可达发电机电压的两倍，若此时并列，会产生很大的冲击电流，发电机会因遭受巨大的冲击力而损坏。冲击电流的影响：1)电枢绕组端部受力变形; 2)转轴上受冲击转矩的作用,使机轴扭曲变形;)电枢绕组发热

26、.此时,ab两端有电位差3. 频率不同转轴上时而产生制动转矩、时而产生驱动转矩，结果是电机振动。拍振电流使电枢绕组端部受力变形，使电枢绕组发热。 频率差过大电机不能并列；频率差较小时，靠自整步作用，可以把发电机拉入同步。4. 相序不同 发电机实际并联时，除了相序必须一致外，其它条件允许有一定的偏差，如U不超过10%，相位差不超过10%，频率偏差不超过0.2%-0.5%（0.1-0.25Hz)。二、投入并联运行的方法发电机投入并列所进行的调节和操作过程，称为整步过程。 整步方法有两种： （1）准整步法； （2）自整步法1.准整步法： 就是把发电机调整到基本符合理想并联条件后投入电网。 判断是否满

27、足投入并联的条件，可采用两种方法：即“同步表法”和“灯光法”。 （1）同步表法 1）调节励磁电流使 相等； 2）调节原动机转速，使发电机频率略高于电网频率，此时同步表指针向快的方向（顺时针）缓慢旋转，当指针快到红线时合闸，合闸瞬间指针正好指向红线。注意：指针如不是匀速转动，发生 振动时，不能合闸。（2）灯光法 两种接法：直接接法和交叉接法。 1)直接接法（灯光熄灭法） 相灯最亮。灯光熄灭法2）交叉接法（灯光旋转法）2. 自整步（同期）法 准整步法投入并列时，没有明显的电流冲击，但操作复杂，操作时间长，尤其在电网发生故障而要求迅速将备用发电机投入电网时，由于电网电压、频率均在变化，故采用准整步法

28、并网比较困难。需采用自整步法并网 1）并列操作步骤 起动未加励磁的发电机，将转速升到接近同步转速； 验证发电机相序； 励磁绕组需经限流电阻闭合，阻值为（5-10）倍励磁电阻； 合上同步开关，将发电机并网，然后加上发电机励磁将发电机牵入同步。6.5.2 有功功角特性及有功功率调节一、功率和转矩平衡输入功率P1机械损耗pmec附加损耗pad铁损pFe电磁功率Pem定子铜损pcu1输出功率P2可得转矩平衡方程为或 上式说明，电机稳定运行时，驱动性质的原动机转矩与制动性质的电磁转矩和空载转矩之和相平衡。二、有功功率功角特性定义： 并联于无穷大电网的同步发电机，当电网电压和频率一定、参数（ ）为常数、空

29、载电动势 不变（即 不变）时， 为有功功率功角特性。凸极发电机的有功功率功角特性隐极发电机的有功功率功角特性水轮发电机有功功率功角特性曲线 水轮发电机的有功功率功角特性分两部分:附加电磁功率的特点:汽轮发电机的功角特性曲线汽轮发电机的有功功率功角特性的特点:1、是电动势 和电压 间的时间相位角;或称是励磁磁动势 和合成磁动势 间的空间夹角。2、是感应电动势 的主磁通和产生电压 的电枢等效假想磁通之间的夹角。功角 的双重物理意义用图示功角的双重物理意义三、同步发电机有功功率的调节 转子因有原动机的驱动转矩克服定子合成磁极的制动转矩而作功,实现机电能量转换,将由原动机输入的机械能转变为电能输出。

30、可见，功角是研究同步发电机运行状态的一个重要参数，它不仅决定了发电机输出有功功率的大小，而且还反映发电机转子的相对空间位置，通过它把同步电机的电磁关系和机械运动紧密联系起来。 发电机空载运行时，原动机输入的功率用来平衡各种损耗，此时 ，定、转子磁极轴线重合，它们之间只有径向力而无切向力，所以 ，在功角特性的0点上。 可见，并联于无穷大电网的同步发电机要调节有功功率输出，只需调节原动转矩。在功率极限角范围内，输入转矩越大，有功功率输出就越大。四、静态稳定的概念静态稳定：指并联在电网上稳定运行的同步发电机，当受电网或原动机方面某些微小扰动时，能在这种干扰消失后，继续保持原来稳定运行状态的能力。在a

31、点运行时电机具有静态稳定的能力。若干扰使功角增大到a点， Pem和Tem增大，迫使电机减速，功角变小，电机回到a点。干扰使功角减小时，有同样结论。所以a点称为稳定运行点。而b点为不稳定运行点，分析略。静态稳定的判据：比整步功率(kW/rad)对汽轮发电机，比整步功率为在电机稳定区域内， 越大，电机稳定增长性越好。五、过载能力汽轮发电机的过载能力最大电磁功率与额定功率的比值称为过载能力。 过载能力越大，电机的稳定性越好。过载能力是表达静态稳定的能力，不是发电机可以过载的倍数。 过载能力设计得大一点，是从提高稳定观点考虑的，不是从发热观点考虑的。6.5.3 无功功角特性及V形曲线一、无功功率功角特

32、性 并联于无穷大电网的同步发电机当电网电压和频率恒定、参数（xd、xq、xt）为常数、空载电动势E0不变（即 If 不变）时，Q=f()为无功功率功角特性。凸极（水轮）发电机无功功率的功角特性汽轮发电机无功功率的功角特性汽轮发电机无功功率的功角特性曲线几个特殊点: 从能量守恒观点看，并网运行的同步发电机调节无功功率，不需调节原动机来的输入功率，只需改变励磁电流。调节 前，增大 后调节 不影响发电机的有功功率输出,但影响电机的稳定性能。调节无功时不影响有功功率的输出,但是调节有功时影响无功功率输出.三、相量分析1.正常励磁2.过励磁3.欠励磁四、V形曲线 并联于无穷大电网的同步发电机，保持有功功

33、率不变时，表示电枢电流 和励磁电流 的关系曲线 称为“V”形曲线。 发电机运行时，定子电流和励磁电流是运行人员主要监视的两个物理量，这两个量关系到定子绕组和励磁绕组的温度，又牵涉到功率因数的超前或滞后以及运行的稳定性问题。 对于一个给定的有功功率输出就有一条V形曲线，有功功率越大，曲线向上移，因此可是以得到一簇“V”形曲线。38同步发电机的V型曲线.swfV形曲线的特点2.不稳定区域边缘：=900，连线向右倾斜;1.每条曲线的最低点, ,定子电流最小,且全为有功电流，这些点的连线向右倾斜；3.每条曲线上的电流变化量I 为无功分量;4.励磁电流从零开始增大时，定子电枢电流变化规律为先减小后增大。

34、表明要输出纯有功功率，必须相应增加一些励磁电流。表明输出有功功率越多，维持稳定所需的励磁电流也越大。教学重点：1 同步发电机的并联运行条件2 同步电动机的有功调节方法教学难点：1 同步电动机的有功调节方法作业：P215：6.9 6.18小结3 同步发电机的无功调节方法2 同步电动机的V形曲线6.6 同步电动机和同步调相机2.掌握同步电动机的基本方程和相量图教学内容：6.6.1 同步电动机6.6.2 同步调相机教学目的与要求： 1.掌握同步电动机的工作原理3.掌握同步调相机的工作原理和特点6.6.1 同步电动机.6 同步电动机和同步调相机一、同步电机的可逆原理 同步电机运行于发电机状态时，如图所

35、示。42同步发电机过渡到同步发电机状态.swf 转子磁极轴线超前定子合成磁极轴线，0，电机把机械能转变成电能。 同步电机的运行是可逆的，既可以用作发电机，还可以用作电动机。 逐步减少发电机的输入功率，转子将瞬时减速，角减小，相应的电磁功率也减少。 当发电机的输入功率只能满足空载损耗时，发电机处于空载运行状态。 继续减少发电机的输入功率，则和 Pem变为负值。卸去原动机，电机从电网吸收功率满足空载损耗，成为空转的电动机。 电机轴上加上机械负载，负值的增大，由电网向电机输入的电功率和相应的电磁功率增大，转子磁极轴线落后定子合成磁极轴线，转子受到驱动性质的电磁转矩作用。二、同步电动机的基本方程 按照发电机惯例，同步电动机可以看成是一台输出负的有功功率的发电机，其电动势方程与发电机的方程相同，以隐极机为例： 按照电