注电考试最新版教材-第53讲同步电机

1、28.6.4有功功率调节与静态稳定(以隐极电机为例，忽略饱和影响和电枢电阻，电网电压频率恒定)28.641有功功率调节当发电机并入电网但不输出有功功率时，功角-0，Pem=O，p=7 P，即原动机输入的功率与各种损耗守恒T! =Tmec+TFe +Tad。此时电机中的电流是无功电流。八八个Eo =U +j I Xt丈、以U为参考相量，无功电流I滞后90度。Eo与U同相位，Eo滞后F f 90度如果增加原动机输入功率，则T! Tmec TFe Tad，电机加速，转子直轴磁势超前于气隙磁密，d0，Pem 0。此时，E0二U j IXt，且E0超前U 一个相角d ,当v -入，使Tem(Tmec T

2、Fe Tad)，发电机转子不再加速，说明原动机输入的功率与电磁功率和损耗功率平衡，电机将机械功率转变成电功率输出。 换句话说，要想增加发电机的输出功率，就必须增加原动机的输入功率，使电机的功率角增大。但是当V - m，Pem =Pemmax时，若继续增加输入功率，电机将失去自身平衡状态，导致电机失步。就 是说原动机的输入功率不能无限制的增加，电机自身存在着静态稳定的问题。28.6.4.2 静态稳定概念：电网或原动机偶然发生微小扰动时，当扰动消失后，发电机能恢复原来的稳定同步运 行状态，则称为静态稳定。判断方法：假设原动机输入有效功率为 Pt=P1-刀P，发电机产生的制动性质的电磁功率为 Pem

3、， 此刻出现一个扰动，使输入功率增加 R,从功角曲线上可以判断电磁功率也增加 Pem，使得 PemB .R=Tem Tt = T1 : Tem Tp，电机将减速回到 A 点。反之，电机运行在C点，出现扰动时，导致输入的有效功率大于输出的电磁功率，电机不能 恢复稳定运行。二1800后，电磁功率为负值，产生拖动性质的转矩，是同步电动机运行状态。隐极同步电机，功率角在090为稳定运行区，90T80为不稳定运行区。同步电机稳定判据：週 0；即功角增量大于零时，电磁功率增量也要大于零。du如果ddPem,称为该点为静态稳定极限点；dpem ：0发电机不能稳定运行整步功率系数：=mEoUXtCOSTorP

4、代等驾 CO3mU2&fOS29整步转矩系数:odm1Cos 20Q , Xq Xd 丿静态过载系数：kPemmax1 要求 kP1.7Pnsin ON=mEUCOS)orTsyndTemEUU=mcos mdXt2865无功功率调节和V形曲线同步发电机与电网并联后，不但要向电网供给有功功率，而且还有与电网进行的无功功率的 交换。在上节已经讨论了，同步发电机要增加输出的有功功率，必须增加原动机的输入功率；本 节将讨论的是，同步发电机要调节输出的无功功率，不需要调节原动机的输入功率，只要调节发 电机励磁。仍然以隐极电机为例分析:U=网电压，忽略电枢电阻，不计饱和影响,P2=constant, R

5、fconstant，只调节励磁电流,分析定子电流的变化。Pem =m E0U sinE0 sin v -常数XtP2 =mUI cos :=T cos =常数忽略电枢电阻有Pem=F2,即8申=电日=常数，即可以根据此式分析If or E）对I的影响Xt根据隐极电机电势方程式，画出相量图通过调节励磁电流调节无功功率得方法分以下几种情况讨论：（1）U与1同相位cos =1,（2）增加励磁电流（3）减小励磁电流（4）再减小励磁电流28.7同步电动机的运行特性28.7.1同步电动机的电势方程式和相量图按照发电机惯例，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，

6、以隐极机为例：E。二u IRa jIXt同步电动机分析时采用电动机惯例。则电流I超前端电压U （从电网吸收超前的容性电流），励磁电动势Eo滞后与电压U, 和B角为正值，产生的电磁功率也为正值。电动势平衡方程式分 别为：U =Eo I Ra j I XtU =E0 I Ra j I d Xd j lq Xq根据电动势方程可以画出相量图同步电动机的功角特性与发电机的也相似，用S M=- B代替B即可28.7.2同步电动机的功角特性和有功功率调节功角特性和功率平衡方程电动机运行时，Eo滞后端电压U的功角B为正值，同样有：PemEoU=m -Xd1X；sin2v= Pm=m亚sinm l-丄 lin2日0fXd20 Xq Xd IR =