第3篇同步电机-9-10-11

第9章同步发电机运行特性转速和负载一定时，U、I、If三个变量保持一个量为常数，其它两个量之间的关系空载特性短路特性电压调整特性（外特性）调整特性本章节学习内容空载特性饱和系数k

μ=ac/bc1.1～1.2短路特性短路时，由于电阻远小于同步电抗，所以电枢回路近似为纯电感电路。=0电流滞后感应电动势90度直轴电枢反应去磁短路时相量图磁路不饱和，线性，短路特性是直线实际曲线剩磁原因小知识稳态短路电流的比较：突然短路电流可达额定电流的10–15倍短路比：产生空载额定电压和产生额定短路电流所需励磁电流之比。（水轮机0.8-1.3，汽轮机0.5-0.7）隐极式相量图（交轴电流近似为0）凸极式相量图同步电抗不饱和值的测定电压调整特性（外特性）电压调整率：调整特性（维持端电压不变）第10章同步发电机并联运行并联运行条件并联运行方法发电机的功角特性发电机的功率调节本章节学习内容一台发电机远小于电力系统容量电力系统电压和频率不变无限大电网投入电网发电机须满足的条件相序应与电网一致频率应与电网一致激磁电动势E0应与电网电压U大小相等、相位相同。条件1）必须严格满足，条件2）、3）可以稍有所出入。投入并联运行的方法投入并联运行的调节和操作过程叫整步过程：1）准确整步法（直接法、交叉法）

（冲击电流小操作复杂）2）自整步法

（冲击电流大操作简单）暗灯法或直接法灯光旋转法或交叉法自整步法隐极机Xd=Xq=Xs功率极限Pemmax过载能力km发电机的功角特性功角特性的标幺值公式功率的基准值：SN时间上：是励磁电动势E0和端电压U之间的夹角空间上：是励磁磁场B0

（Ff）和合成磁场Bu

(F)之间的夹角B0

Bu

发电机的功率流图和转矩平衡发电机的功率调节1）有功功率的调节

通过调节发电机的输入机械功率（原动机的输出功率）2）无功功率的调节

通过发电机的励磁电流无功功率调节和V形曲线输出超前无功功率欠励cos

=1正常励磁输出滞后无功功率过励相量图关于无功功率输出或吸收欠励：输出超前无功功率=吸收滞后无功功率

cos

=1正常励磁无功功率为0过励：输出滞后无功功率=吸收超前无功功率发电机习惯说输出功率电动机习惯说吸收功率V形曲线练习图(a)、(b)分别为一台三相隐极同步发电机在正常励磁状态下的电动势相量图和功角特性曲线。假设该发电机磁路不饱和，保持其它量不变，仅将励磁电流增大20%，试分别在图(a)、(b)中画出达到新的稳态后，该电机的电动势相量图和功角特性曲线。第11章同步电动机同步电动机的电压方程和相量图同步电动机的功角特性励磁调节和V形曲线同步电动机的起动同步补偿机本章节学习内容

在直流电机中,可以根据电枢感应电势Ea和端电压U的大小来作为判断电机是在发电机还是电动机状态运行的依据之一,对同步电机是否正确?为什么?练习

一台凸极同步发电机,额定数据:50000kW,cos=0.8滞后,Xd=0.8,Xq=0.55,不计电枢电阻和饱和效应，计算额定运行时电枢电流的交直轴分量标幺值、空载感应电势的标幺值。

某工厂原来有多台异步电动机，总输入功率为1000kW，功率因数为0.8，现在增加一台同步电动机，其输出功率为8