同步电机课件

同步电机12七月20241同步电机分类：旋转电枢式：电枢旋转，磁极固定，因电枢功率不易由滑动部分送出，只适于较小容量发电机，实用少。旋转磁极式：磁极旋转，电枢固定，电枢功率由静止部分送出，可传送较大功率，实用广，是同步发电机的基本结构型式。同步电机旋转磁极式隐极式转子：不计齿槽时气隙均匀；机械强度高，适用于高转速；一般用于汽轮发电机；外形细长。凸极式转子：气隙不均匀，极弧下较小，极间较大；机械强度比隐极机低，适用于低转速；一般用于水轮发电机，外形扁盘形。12七月20242同步电机概述（基本结构和工作原理）同步电动机内部的电磁关系同步电动机的起动同步电动机的特性同步电动机的功率和转矩关系同步发电机的并联运行同步发电机的特性同步发电机的电势方程式和相量图同步发电机的功率和转矩关系12七月20243定子转子滑环气隙旋转磁极式同步电机的结构和异步电机定子一样。定子铁心和绕组又称为电枢铁心和电枢绕组。

一、同步电机的基本结构9.1概述

12七月2024412七月20245凸极同步电机的结构12七月20246装配图12七月2024712七月2024812七月2024912七月20241012七月20241112七月2024121.定子：主要由铁心和电枢绕组构成

定子铁心是由硅钢片叠成，它构成电机磁路的一部分。电枢绕组是三相对称绕组，由高强度漆包线绕成，它构成电机的电路。12七月20241312七月202414同步电机的定子铁芯是由硅钢片冲制后叠装而成。当大型同步电机冲片外圆的直径大于1m时，由于材料标准尺寸的限制，必须做成扇形冲片，然后按圆周拼合起来叠装而成。如图所示：12七月202415UVWU’V’W’VWW’UU’V’U’UW’VV’W

Y接法

接法WW’U’V’VU接线盒注意：首尾端不能接反！定子三相绕组接线方式WUVU’V’W’U

定子U’VV’WW’12七月202416转子：由铁心、直流励磁绕组、滑环和电刷等构成。按结构型式分成凸极式转子和隐极式转子这是根据定转子之间的气隙的分布情况来定义的。12七月202417凸极结构转子的优点是制造方便，缺点是机械强度较差，因此多用在离心力较小，转速较低的中小型电机中或用在水轮发电机中。凸极式转子12七月202418隐极式转子12七月202419隐极式转子

隐极转子的优点是机械强度好，但是制造工艺较复杂，因此多用在离心力较大、转速较高的电机中。例如汽轮发电机多采用隐极结构。12七月202420凸极转子隐极转子d轴q轴d轴q轴特点：气隙不均匀特点：气隙均匀转子结构特点12七月2024213冷却问题简述：在中、小型电机中，都采用空气作为冷却介质。当电机的容量很大时，电机内部的损耗及发热量迅速增加，冷却问题显得格外重要，此时必须加强通风或采用其他的冷却方式。*在大型汽轮发电机中，为了提高其冷却效率，往往用氢气冷却，但是氢气与空气混合后，有爆炸危险，必须有一套控制设备来保证外界空气不会渗入到电机内部。目前在更大容量的发电机中，可以采用导线内部直接冷却。例如采用空心导体（如图），冷却介质直接在导体中流通而把热量带走，这样能更有效地降低电机的温升。所采用的冷却介质一般有氢气及水等。12七月2024224同步电机的额定值同步电机的额定值有：1）额定电压：是指在正常运行时，按照制造厂的规定，定子三相绕组上的线电压。电压的单位用V或kV表示。2）额定电流：额定运行时流过定子绕组的线电流。3）额定功率：是指在正常运行时，电机的输出功率。发动机指的是输出的有功功率，电动机指的是轴上输出的机械功率12七月202423额定功率、电压、电流、效率、功率因数之间的关系为：A：对于发电机而言：输出的是电功率。B：对于电动机而言：输出的是机械功率。单位是KW。4）相数m：一般m=3。5）额定频率:我国额定工业频率规定

=50Hz.12七月2024246）额定转速：额定转速即为电机的同步速，在一定极数及频率时，它的转速是定值。12七月202425二、同步电机的工作原理1、电动机：

定子三相对称绕组，加三相对称电压，流入三相对称电流，产生旋转磁场N1、

S1

。旋转磁场的转速为转子励磁绕组，加直流电压，产生恒定磁场N2、

S2

。

定子磁场N1、

S1

与转子磁场N2、

S2

之间产生磁拉力，从而产生电磁力矩拖动转子与定子磁场同步旋转。原理动画12七月2024262、同步发电机的工作原理

如图所示，外部直流电源通过滑环向转子提供直流励磁电流，并产生磁场；原动机拖动发电机转子以转速n按图示方向作恒向旋转。

定子中三相绕组的导体依次切割磁力线，三相绕组便感应产生各相大小相等、相位彼此相差1200的交流电动势。若气隙磁通密度按正弦波分布，则三相绕组感应电动势波形如图所示，且相序为A→B→C。（1）交变感应电动势的产生每相感应电势有效值:12七月202427.（2）感应电势的频率

交流电动势的频率f可这样确定:当转子为1对极时，转子旋转一周，定子绕组中感应电动势变化一个周期；当同步发电机具有p对极时，转子旋转一周，感应电动势就交变p个周期；当转子的转速为每分钟n转时，则交变电动势的频率为:转子的转速(r/min)

由上式可知:同步发电机定子绕组感应电动势的频率取决于它的极对数p和转子的转速n。转子转速越高，定子绕组感应电势E0的频率越高。即n↑→f↑。可见，同步发电机极对数p一定时，转速n与电枢电动势的频率f之间具有严格不变的关系。说明:

如果发电机作为电源单独给负载供电，对电源频率的要求并不十分严格，对原动机的转速要求也不很严格。12七月202428.（3）同步转速

现代的发电机，绝大多数都是向大电网并网供电，这就对同步发电机的频率要求严格了，我国电网频率为50HZ，所以发电机发出的电动势频率也必须为50HZ，如果发电机的频率与电网频率不等将会造成严重事故。同步转速从供电品质考虑，由众多同步发电机并联构成的交流电网的频率应该是一个不变的值，这就要求发电机的频率应该和电网的频率一致。我国电网的频率为50Hz，故有：要使得发电机供给电网50Hz的工频电能，发电机的转速必须为某些固定值，这些固定值称为同步转速。例如2极电机的同步转速为3000r/min，4极电机的同步转速为1500r/min，依次类推。只有运行于同步转速，同步电机才能正常运行，这也是同步电机名称的由来。同步电机的特点12七月202429（4）.电磁过程

转子冲转到额定转速,汽轮发电3000r/min

→转子绕组加励磁电流(直流)→产生旋转磁场→定子绕组切割磁力线产生三相对称感应电势→发电机出线端三相对称电压。

（5）.电势的调节

根据E0=4.44fNkN1Φ0

和If→Φ0可知，调节励磁电流If，可改变磁通Φ0，从而改变定子绕组感应电势E0。即If↑→E0↑；If↓→E0↓。（6）.相序

相序决定于转子的转向。从励磁端看，汽轮发电机的转向为逆时针方向。

同步发电机原理小结:外部直流电源通过滑环向转子提供直流励磁电流，并产生磁场；原动机拖动转子旋转，转子磁极磁场切割三相定子绕组，感应三相交流电。12七月202430在同步电机的气隙中存在着两种不同的旋转磁场，只要这两个旋转磁场在空间有位移，它们之间便会有电磁力，犹如两块磁铁之间存在相互作用力一样。同步电机的运行方式同步电机在工作时，由于两种旋转磁场之间没有相对运动，因此它们之间的相互位置决定着同步电机的运行情况：如转子磁场在前，则当转子旋转时，便拉着定子磁场旋转，这时转子磁场超前电枢磁场，这便是发电机运行；反之定子磁场旋转拉着转子磁场旋转，便是电动机运行情况。同步电机的作用力12七月202431

同步电机的三种运行方式（由同步发电机过渡到同步电动机）发电运行状态：Ff超前于Fδ

δ角，Ff

拖着Fδ一起旋转，电磁力矩对转子来说是阻力矩。转子在原动机带动下克服阻力矩，将转子边机械能转化为定子边电能。12七月202432

由同步发电机过渡到同步电动机减少原动机输出的机械功率，δ减小，不计空载损耗，δ减小到0时，电机处于理想空载状态，既不向电网提供有功，也不吸收电网有功。

12七月202433

由同步发电机过渡到同步电动机电动机状态：把原动机撤掉并在转子上加机械负载，Ff

落后于Fδ

，Fδ拖着Ff一起旋转，电磁力矩对转子来说是动力矩，带动转子上的机械负载作机械功，将电能转化为转子边机械能。12七月202434电枢反应:电枢磁通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.9.2同步电机的电磁关系

9.2.1同步电机的电枢反应同步电机的磁通势12七月202435励磁磁势和电枢磁势的区别磁势类别基波波形大小位置转速励磁磁势正弦波恒定，励磁电流决定由转子位置决定由原动机的转速决定电枢反应磁势正弦波恒定，由电枢电流决定由电流瞬时值决定由电流的f和P决定12七月202436先以同步发电机为例，分析一下它的空载运行及负载运行情况12七月20243712七月202438空载特性（E0）12七月20243912七月20244012七月202441准备工作

三个角四个轴

12七月202442Ψ+900FδFad轴q轴交轴AX

ZBCYFfNS

交轴电枢反应此时A相绕组励磁电动势为最大值，其方向按右手定则确定。因为

=0º，所以此瞬间A绕组中的电流也达到最大值。这种电枢磁动势称为交轴电枢磁动势，用Faq表示，相应的电枢反应称为交轴电枢反应。内功率因数角Ψ=00对于气隙磁场交轴电枢反应将使合成磁场的轴线位置从空载时的直轴处逆转向后移了一个锐角，且幅值也有所增加。但因磁路的饱和现象，交轴电枢反应使幅值增加的很小。12七月20244312七月202444时—空相量图同步电机的电枢反应时轴时轴：若取某轴为时间参考轴时，则旋转相量

在该轴上的投影即为电流的瞬时值，即当相量与该轴重合时，正弦量达到最大值。

相轴：绕组的轴线。当某相电流达到最大值时，旋转磁势的幅值就落在该相绕组的轴线上。

12七月202445同理若忽略铁心饱和的影响：这时应有可从励磁磁势和电枢磁势分别求出励磁电势和电枢反应电势，即同步电机的电枢反应相应地有应注意：这里所述的所有的时间相量都是属于定子中某一相中的物理量。当各相时轴和相轴都取在绕组的轴线上时，时—空相量图存在下列关系。12七月202446同步电机的电枢反应FaF

0I

aE

E0Ea

Ff=0时的时—空相量图12七月202447同步电机的电枢反应(1)磁通相量(时间相量)应与产生它的磁密相量(空间相量)重合；相量图的画法：(2)忽略铁心中的损耗影响时，磁通相量应与产生它的电流相量同相位；(3)当磁通与感应电势正方向符合右手螺旋法则时，电势滞后于产生它的磁通90º。而磁势与产生它的电流重合。(时轴与相轴取在一起)12七月202448当E0超前I90º（内功率因数角Ψ=900）时轴ψd轴q轴A轴AXZBCYFfNS直轴去磁电枢反应Fa12七月20244912七月202450内功率因数角Ψ=-900时轴ψd轴q轴A轴AXZBCYFfNS直轴助磁电枢反应Fa12七月20245112七月202452内功率因数角00<Ψ<900

时轴ψd轴q轴A轴AXZBCYFfNS既有交轴又有直轴去磁电枢反应Ψ+900Fa12七月202453ψψψ12七月20245412七月20245512七月202456电枢磁势和电枢电流分量

12七月202457同步电机的电枢反应电枢反应的重要性电枢反应是同步电机负载运行时重要的物理现象，它不仅是引起负载时端电压变化时的主要原因，而且也是实现能量转换的枢纽；考虑电枢反应作用，负载时电枢绕组中的感应电势将由气隙合成磁场建立，气隙电势减去漏阻抗压降，便得到端电压。下图表示了不同负载性质时，电枢磁场与转子电流产生电磁力（即电磁转矩）的情况。图为

=0时电枢磁场即交轴电枢磁场对转子电流产生电磁转矩的情况；12七月202458当忽略电机本身参数,ψ≈φ=00,有功电流产生电磁力,并形成电磁转矩T12七月202459同步电机的电枢反应AXBYZCNS=0º由左手定则可知，这时的电磁力将构成一个电磁转矩，它的方向正好和转子转向相反，企阻止转子旋转；交轴电枢磁场是由与空载电势同相的电流分量即电流的有功分量Iq产生的。

n发电机要输出有功功率，原动机就必须克服由于有功分量引起的交轴电枢反应磁场对转子的阻力矩；

输出的有功功率越大，交轴电枢反应磁场越强，所产生的阻力矩也就越大，原动机要输入更大的能量才能克服电磁阻力矩，以维护发电机的转速不变。12七月202460同步电机的电枢反应AXBYZCNS=90ºn电枢电流的无功分量Id所产生的直轴电枢反应磁场与转子电流相互作用产生的电磁力，并不形成力矩，不妨碍转子的旋转；

当=90º时电枢磁场即直轴电枢磁场对转子电流产生的电磁力情况；12七月202461同步电机的电枢反应所以，为了维持发电机转速不变，必须随负载的有功分量变化调节原动机的输入功率；为了维护发电机端电压不变，必须随着负载无功分量的变化，调节转子的励磁电流。

为维护一定端电压，所需的转子直流励磁电流就应增加或减少。表明：当发电机供给纯感性和纯容性无功功率负载时，并不需要原动机付出功率，但直轴电枢反应磁场对转子磁场起去磁或助磁作用；12七月2024629.3同步电动机

掌握同步电动机的分析方法及分析结果。掌握功角的概念及意义，矩角特性及其应用。熟练掌握同步电动机的U型曲线及其意义。掌握工作特性中的cosφ=f（P2）曲线形状及其意义。了解同步电动机的起动方法；了解其他同电机。要求：12七月202463

同步电动机特点:同步电机的另一种重要的运行方式。转速恒定为同步转速，同负载大小无关，调节电源频率可以调速。功率因数可以任意调节（调If），双边励磁，无功从定子和转子两边提供，调节励磁电流使同步电动机功率因数从滞后到超前范围内平滑改变。与异步电动机比，气隙大，电抗小，过载能力强(x小，Pemax大），静态稳定好。9.3.1概述12七月202464

同步电动机特点:异步电动机，对电源电压波动敏感。η高。最大转矩与电源电压成正比主要缺点：起动复杂，需直流励磁电源，结构复杂，制造成本和维护成本高。12七月202465广泛应用于拖动恒速机械负载。小型同步电机广泛应用于自动控制系统中，如步进同步电机、永磁同步机等，尤其永磁同步机近年来作为发电机引起极大的关注，风力发电作为绿色能源之一，已在世界上和我国得到一定的应用，风力发电采用永磁同步发电机有重量轻、可靠性和效率高的优点。

12七月202466一、凸极式同步电动机的双反应原理9.3.2同步电动机电压平衡关系式12七月20246712七月202468

二、凸极同步电动机的电势平衡方程式1、电动势：12七月20246912七月202470IqIUE0Ff=0时的时—空相量图已知E0、I，I超前

E0Id12七月202471凸极电动机的电磁过程12七月202472凸极发电机的电磁过程12七月202473三、隐极同步电动机12七月20247412七月202475输入功率P1机械损耗pm附加损耗ps铁损pFe电磁功率PM定子铜损pcu1输出功率P29.3.3同步电动机的功率关系

与矩角特性12七月202476一、电磁功率12七月202477基本分量附加分量12七月202478二、功角特性12七月20247912七月202480三、矩角特性12七月202481这样，我们就可以画出凸极同步电动机的功角特性曲线。为了结构上的简单，在某些小容量同步电动机的转子上不安放直流励磁绕组，因此转子就不能产生磁场，感应电势，此时电动机的电磁功率并不为零，仍有

有了电磁功率就有电磁转矩，因此转子没有励磁的凸极同步电动机也能旋转。12七月20248212七月20248312七月202484BATLTm180900Pem(Tem)θ隐极机180900Pem(Tem)θ凸极机12七月202485

功角

既是E0与U之间的夹角，又是合成气隙磁势Faf与转子磁势Ff之间的夹角。θS1S2N2N1n1气隙磁场

电动机转子磁极被定子气隙磁场牵着以n1旋转。

在0<<90内，越大电磁力矩越大。12七月202486θS1S2N2N1n1

当气隙磁场落后转子磁场

(<0)时，相当于转子磁场牵着定子气隙磁场n1旋转。

但定子不动，所以转子会受到制动电磁力矩作用，转子必须有外力作用才能正常运行，此时工作于发电机状态。

判断同步电机状态：顺转向，转子磁场落后角为电动状态；转子磁场超前角为发电状态。12七月202487从发电机到电动机的过渡

12七月202488四、同步电动机的稳定性及过载能力BATLTmax180900Pem(Tem)θ

同步电动机的稳定性运行必须满足：Tem=TL。

交点AB都满足：Tem=TL。但只有A点为稳定工作点。A点：扰动使nθTem<TLn回到A点B点：扰动使nθTem>TLn失步n1θS1S2N2N112七月202489

隐极同步电动机的稳定工作区为：0<<90

。当

=90时，T最大。过载能力：θNBATLNTmax180900Pem(Tem)θ额定运行时功角12七月202490曲线1表示，若调节同步电动机励磁电流，使电机空载时cos

=1，保持此励磁电流不变，随电机负载↑，cos

↓，且为滞后性质。不同励磁时同步电动机的功率因数特性9.3.4同步电动机的励磁调节及V形曲线12七月202491曲线2表示，若调节励磁电流，使电机半载时cos

=1，保持此励磁电流不变，当负载低于半载时，cos

↓，且为超前性质；若负载高于半载，cos

↓，且为滞后性质。同步电动机的无功功率调节

不同励磁时同步电动机的功率因数特性12七月202492曲线3表示，调节励磁电流，使电机满载时cos

=1，此后随负载减小，cos

减小，且为超前。结论：改变同步电动机励磁电流，使cos

改变，也即同步机可用调节励磁电流的方法，使其成为电网的感性负荷、容性负荷和纯电阻性负荷。

同步电动机的无功功率调节

不同励磁时同步电动机的功率因数特性12七月202493一、励磁调节

保持同步电动机的U1、f、P2不变，调节励磁电流If

，会引起电枢电流Ｉ和电机功率因数的改变。考虑隐极机，忽略损耗，U1、f、P2不变时：

调节励磁电流If

，会引起电枢电流Ｉ和电机功率因数的改变。

用相量图分析电流、功率因数变化情况。12七月202494１）设If=If1时，

=0,Ｕ、Ｉ同相位２）当增加If>If1时，过励状态此时电机呈纯阻性，叫正常励磁状态。Ｅ０会增加，其端点沿平行Ｕ的直线上移。３）当减少If<If1时，欠励状态Ｅ０减少，下移，Ｉ右移。电流I垂直于jxcI，其端点在垂直Ｕ的直线上左移。12七月202495

结论：调节If

，可以改变电机功率因数；正常励磁时，为纯阻性；If>正常励磁时,为容性；If<正常励磁时，为感性。12七月202496定义：电枢电流随励磁电流变化的关系曲线称为同步电动机的V型曲线，即I=f(If)。条件：同步电动机输出P2恒定，改变励磁If可调节无功；同步电动机的V型曲线“正常”励磁时cos

=1，电枢电流全部为有功电流，故数值最小；欠励时，电动机cos

滞后，同步电动机相当于感性负载，从电网吸取滞后无功。12七月202497过励时，电动机cos

超前，同步电动机相当于容性负载，向电网输出感性无功；欠励区，励磁电流减小到一定数值时，电动机将失步，不能稳定运行；同步电动机的V型曲线改变励磁可调节电动机功率因数，这是同步电动机最可贵的特点。利用功率因数可调的特点，让其工作于过励，向电网输出感性无功，可改善电网无功平衡状况，提高电网功率因数和运行性能及效益。12七月202498我们知道，感应电动机必须从电网吸收激磁电流来建立磁场，所以现代电网的功率因数经常是滞后性的。而同步电动机在过励时，能够从电网吸入超前电流。因此，如将同步电动机在过励状态下和感应电动机接在同一电网上，便可以使供电系统的功率因数提高。同步电动机能够改善电网的功率因数，这是它最可贵的优点。

12七月202499同步调相机

(功率因数可调的应用)也叫同步补偿机(SYC)，就是不带机械负载的同步电动机。改变励磁可调节功率因数。在电网适当位置装上调相机，就地补偿无功，提高功率因数，降低线路压降和损耗，提高发电设备的利用率和效率。

12七月2024100不带机械负载的同步电动机，其吸收的有功仅供电机本身的损耗，因此它总是在接近零电磁功率和零功率因数情况下运行。由于不带有功负载，忽略全部损耗，则电枢电流只有无功分量，即，，根据电动势方程式可知，同步电动机运行只有两种状态。同步调相机的原理

12七月2024101同步调相机的相量图同步调相机的原理

12七月2024102调相机向电网补充无功功率，根据其所在位置不同，补偿作用也不同。受控补偿

调相机在负荷节点补偿，负荷较大时，过励运行；电网负荷很轻时，高压长输电线路将呈现较大的电容作用，使受端电网电压升高，补偿机运行在欠励状态，吸收电网多余无功。

同步调相机的用途12七月2024103中间补偿

调相机在输电线路上进行补偿，发电机送到系统的功率为同步调相机的用途12七月2024104当减小时对稳定有利，因为增加，

角减小，稳定提高；当保持原过载能力时，输送的功率将增大；中间加补偿机相当于线路的x减小，提高了稳定性或增加输出。中间补偿

同步调相机的用途12七月20241059.3.5同步电动机的起动电机只在定子旋转磁场和转子旋转磁场相对静止时，才能得到平均电磁转矩，稳定地实现机电能量转换。12七月2024106

同步电动机起动时n=0,由于转子的惯性，其速度不能突变，而气隙磁场速度n1很快。所以转子所受的T方向来回变化，转子无法直接起动。12七月2024107一、同步电动机的起动方法1、拖动起动法：用同极数异步电动机拖动其起动。2、变频起动法：将电源频率从0~fN随n逐渐升高。3、异步起动法：利用阻尼绕组作起动绕组，实现异步起动，最后被牵入同步。静止的同步电动机通入直流电后直接投入电网，定子旋转磁场以同步转速相对于转子运动，转子上受到的交变的脉振转矩，平均值为零。因此，同步电动机不能自起动，而必须借助于其它的起动方法。12七月2024108拖动起动法（辅助电动机起动法）三相同步电动机磁极对数：p容量：PN辅助电动机磁极对数：p容量：(10%~20%)PN异步机同步机起动时，由辅助电动机将主机拖到接近同步转速，用自同步法将其投入电网，然后切断辅助电动机。可用和主机同轴的直流励磁机兼作辅助电动机。适合于空载起动，所需设备多，操作复杂。12七月2024109起动运行2.异步起动法

起动过程：(1)异步起动：励磁绕组不能开路、不能短路，须接限流电阻：RS≈(8~12)Rf(2)牵入同步笼型起动绕组3~S2

＋

Uf－

RSS2电刷滑环当n接近n1时，将转子接入直流电源，电机会自动被牵入同步12七月2024110异步起动过程RqUf电网鼠笼导条异步起动时，将转子中串入大电阻，再合上定子电源，电机借助鼠笼导条，形成异步机起动；最后当n接近n1时，将转子接入直流电源，电机会自动被牵入同步。异步起动法简单易行，在中、小容量同步电动机中应用较多。12七月20241113.变频起动法3~

变频电源Sf由零逐渐缓慢增加50HzNSSN改变定子旋转磁场转速、利用同步转矩起动的方法，也称软起动法。起动时，同步电动机转子通入励磁电流，定子绕组由变频电源供电。起动时频率很低，使转子起动旋转，逐渐上调至额定频率，利用同步转矩的作用使电机转速随变频电源频率同步升至额定速。起动过程平稳，性能优越，中、大型容量电机中应用越来越多。但需要变频电源，且励磁机不能和主机同轴，否则在最初转速低时，励磁机无法提供所需的励磁电压。12七月2024112习题1、一隐极同步电动机，

N=30。求：（1）过载能力

；（2）TLN不变，提高

=4，励磁电流应提高到原来的几倍（E0

If）?解：12七月2024113上下2、一隐极同步电动机，PN=6300KW,UN=10000V(Y),IN=417A,cos

N=0.9(超前),IfN=404A,xc=14

（E0

If）求：（1）额定效率

N

；（2）额定无功功率；E0的标幺值；

N

；（3）保持PN不变，如何调节，使cos

=1?求此时I和If（

不变）。12七月2024114解:（1）oABC上下12七月2024115oABC上下保持功率不变，减小励磁，可以使功率因数等于112七月20241163.一台三相变压器，SN=200KVA,U1N/U2N=6.3/0.38KV,Y/Y0连接。现为一台Y接380V的三相同步电动机供电。同步机数据：PN=75kw,UN=380V,cosφN=0.5（超前）,ηN=88.2%，求同步电动机额定运行时：电网的输出电流？上下解：电动机额定运行，输入电流额定变压器从电网的输入电流为:258.4/k=15.59A12七月20241179.4同步发电机2同步电机的电枢反应3同步发电机的电势方程式和相量图4同步发电机的功率和转矩方程式5同步发电机的特性6同步发电机的并联运行1同步发电机的空载运行12七月2024118本章基本要求1.理解同步电机电枢反应的物理概念，并掌握电枢反应的性质与哪些因素有关；2.熟练掌握同步发电机的电压平衡方程式和相应的相量图的画法。3.熟练掌握同步发电机的功角特性，分析当励磁电流改变时，空载电势和功角特性变化的规律。4.了解同步发电机的功率和转矩方程式、工作特性。6.掌握同步发电机有功功率和无功功率的调节以及同步发电机的U形曲线；掌握无功功率的性质与励磁电流的关系。5.了解同步发电机并联运行的条件及其整步方法。12七月202411912七月20241209.4.1同步发电机的空载运行一、同步电机的基本作用原理1.两种旋转磁场12七月2024121同步发电机的空载运行2.同步电机的电路方程及等效电路在正常运行时，同步电机的定子磁场与转子绕组之间没有相对运动，因而不能在转子绕组中感应电势，转子回路中只有直流励磁电流，故从电路的观点来看，同步电机要比变压器或异步电机更为简单，可不考虑转子支路，而只为定子电路单独写出电压方程式。同步电机正常运行时的等效电路是一个没有副方回路与原方耦合的独立回路，求解时也不用联立方程，非常简单。同步发电机各物理量的正方向规定如图所示。同步发电机等效电路如图所示。12七月2024122同步发电机的空载运行如不考虑饱和现象，利用迭加原理：—转子磁场在定子绕组中的感应电势，也称励磁电势；—定子磁场在定子绕组中的感应电势，称为电枢反应电势。ra—定子绕组的电阻，x

—定子绕组漏抗。—定子绕组端电压—定子绕组输出电流E0EaE

＋U1－I1或12七月2024123电枢（定子）：I1(Fa

)=0转子每极磁通：Φ0

空载电动势：E0

=4.44f1

kN1

N1Φ0

或电枢相电压：U0P

=E0电枢线电压（Y形联结）：E0

=－j4.44f1kN1

N1Φ0U0L

=√3E0E0

的频率：f1

=pn60二、同步发电机的空载运行

同步发电机被原动机拖动至同步转速，转子绕组通入直流励磁电流，定子绕组开路时称为空载运行。12七月2024124空载时，同步电机中只有一个以同步旋转的转子磁场，即励磁磁场，它在三相绕组中感应出对称的三相电势，每一相为E0，称为励磁电势，定子每相电压为E0=U。当定子绕组接上对称的负载后，气隙合成磁势由电枢磁势与转子磁势相互作用共同建立，并建立负载时的气隙磁场；尽管励磁电流未变，但气隙磁场已不同于原来的励磁磁场，所以感应电势已不再是E0了。

对于功率因数滞后的感性负载，此时电势将明显地低于空载电势E0，再计入电枢绕组中的电阻和漏抗压降后，这就使U更加低于E0。9.4.2同步发电机的负载运行12七月2024125同步电机的电枢反应对称负载时电枢磁动势的基波对主极磁场基波的影响，简称对称负载时的电枢反应。电枢反应的性质主要取决于E0与I之间的相位差

，亦即主要取决于负载的性质。

叫做内功率因数角，电压与电流的相位差

叫做外功率因数角。注意内功率因数角

无法测量，外功率因数角可以测量。只有在电流等于零的情况下，才能测到电势E0，负载时测到的是电压。12七月2024126一、隐极式同步发电机的电势方程式和相量图

1.电势方程式在不计饱和时，可利用迭加原理分别求出励磁磁势和电枢磁势单独作用时产生于每一相得磁通和电势，再考虑到电枢漏磁场产生于每一相的漏磁通和漏电势。电磁关系如下：在隐极式同步发电机中，由于气隙是均匀的，故电枢反应不必分为交、直轴两部分;(电枢反应电动势)Uf→If→Ff→Φ0I

→Fa→E0→Φa→Ea

→E

(励磁电动势)12七月2024127同步发电机的负载运行E0EaE

＋U－I由等效电路，根据KVL可得=E

E0+Ea+UraI+因为

Ea∝Φa∝Fa∝I

，Ea滞后于Φa90o

，不计磁饱和不计电枢铁耗，Φa与I

同相位。Ea

=－j

xa

I

E

=－j

x

I

※xa

—电枢反应电抗。x

—电枢漏电抗。电枢反应电抗物理意义为：电枢反应磁场在定子每相绕组中所感应的电枢反应电势可把它看作相电流所产生的一个电抗压降。这个电抗便是电枢反应电抗。12七月2024128同步发电机的负载运行E0=U+raI＋j

x

I＋j

xaIE0=U+raI＋j

xsI※xs

—同步电抗。同步电抗是表征对称稳态运行时，电枢旋转磁场和电枢漏磁场的一个综和参数。前述，电枢反应磁场与转子均以同步转速同方向旋转，定子磁场并不切割转子绕组，所以同步电抗也就是定子方面的总电抗；虽然转子绕组在电路方面不起副绕组的作用，但转子铁心为旋转磁场所经磁路的一个组成部分，所以在磁路方面却起重要作用；如转子抽去，则定子电流所过遇到的电抗将不再是同步电抗而是接近于漏抗。12七月2024129同步发电机的负载运行若已知电机的参数、负载的大小和性质，作相量图。并设：

U

=U0o。2.相量图UI

raIjxs

IE0

各种情况下的相量图如下图所示。需要强调指出：只有当电枢绕组流过对称三相电流，即气隙磁场为圆形旋转磁场时，同步电抗才有意义，而当电枢绕组中流过不对称三相电流时，便不能无条件地用同步电抗。E

jx

I

FfF

12七月2024130定子电磁关系(磁路不饱和时）励磁:转子IfF0E0电枢:定子Fδ

=F0+FaIaEaFaE0=U+raI＋j

x

I＋j

xaIUI

raIjxs

IE0

E

jx

I

FfF

E0EaE

＋U－I=E

E0+Ea+UraI+12七月2024131同步发电机的负载运行UI

E0

E

FfF

UI

raIjxs

IE0

E

jx

I

FfF

功角既是E0与U之间的夹角，又是合成气隙磁势Faf与转子磁势Ff之间的夹角。12七月2024132(c)电容性(a)电感性(b)电阻性UI

raIjxs

IE0

UIraIjxs

IE0

UI

raIjxs

IE0

UI

jxs

IE0

UIjxs

IE0

忽略ra时：UI

jxs

IE0

同步发电机的负载运行12七月2024133同步发电机的负载运行根据相量图也可以计算出E0的值二、凸极式同步发电机的电势方程式和相量图UI

raIjxs

IE0

1.电势平衡方程式电磁关系：Uf→If→Ff→Φ0→E0

I→Fad

→Faq

→Φad

→Φaq

→Id→Iq→Ead

→EaqΦ

→E

12七月2024134同步发电机的负载运行E0EadEaqE

不计饱和时等效电路如图，由图可得Eaq∝Φaq∝Faq∝Iq；Ead∝Φad∝Fad∝Id；E

∝Φ

∝Fa∝I

因此有如下关系：Ead

=－jxad

IdE

=－j

x

IEaq

=－jxaqIq式中xad和xaq分别称为直轴和交轴电枢反应电抗。所以ra＋U－I12七月2024135同步发电机的负载运行若把漏抗压降也分成交轴和直轴分量，代入上式得xq=xaq+x

xd=xad+x

它表征：当对称三相直轴或交轴电流每相为1A时，三相联合产生的总电枢磁场（包括气隙中旋转的电枢反应磁场和漏磁场）在电枢每一相绕组中感应的电势。分别称为凸极同步电机的交轴和直轴同步电抗。由于气隙不均匀，凸极式同步电机有两个同步电抗。12七月20241362.相量图

根据电路方程、负载的大小和性质、电机的参数和

做相量图如下图所示。

设：U

=U0o同步发电机的负载运行UI

raIjxqIEQjxdIdE0jxqIq

NOQMG

IdIq实际上这个相量图是做不出来的。因为是未知的。线段MQ的长度为12七月2024137相量图的实际做法

根据电路方程、负载的大小和性质、电机的参数作相量图如下图所示。

设：U

=U0o同步发电机的负载运行UI

raIjxqIEQjxdIdE0jxqIq

NOQMG

IdIq做图时要注意：EQ、E0的长度，两者不在一起。线段NQ的长度为因为xd>xq所以E0>EQ（感性）12七月2024138UI

raIjxqIEQjxdIdE0jxqIqUIraIjxqIEQjxdIdjxqIqE0UIraIjxqIEQjxdIdjxqIqE0

(c)电容性(a)电感性(b)电阻性

忽略ra时UI

jxqIEQjxdIdE0jxqIqUIjxqIEQjxdIdjxqIqE0UIjxqIEQjxdIdjxqIqE0

同步发电机的负载运行12七月2024139

忽略电枢电阻，相量图重画如下同步发电机的负载运行UI

jxqIEQjxdIdE0jxqIq

NOG

IdIq线段ON的长度为所以励磁电势E0

由相量图可得12七月2024140例：某三相同步发电机，已知UN=11kV，Y形联结，IN=460A，cos

=0.8（感性），xd=16Ω，xq=8Ω，ra忽略不计。求

、

、E0

。

U

=UN3==6351V11×1031.732Vtan

=Usin

＋xqIUcos

6351×0.6＋8×4606351×0.8=V=1.474

=arctan1.474=55.85o

=

－

=55.85o－36.87o=18.98o

E0=Ucos

＋xdId=(6351×cos18.98o＋16×460×sin55.85o)V=12096.63V同步发电机的负载运行解：12七月20241419.4.3三相同步发电机的功率和转矩1.功率(1)输入功率(2)空载损耗(3)电磁功率(4)铜损耗(5)输出功率(6)功率关系P1=T1Ωp0

=pFe＋p

＋psPM

=P1－p0pCu=3raI2P2=PM－pcu=3UIcos

P1

=p0＋PM=pFe＋p

＋ps＋pCu＋P2

12七月2024142(7)功率流程图和效率P1p0PMpCuP2

=×100%P2P12.转矩(1)输入转矩(2)空载转矩(3)电磁转矩(4)转矩关系T1=P1Ω1T0

=p0Ω1TM=PMΩ1T1=TM

+T0=P1n602

=p0n602

=PMn602

三相同步发电机的功率和转矩12七月20241439.4.4三相同步发电机的特性

同步发电机的对称运行是指电机转速为额定值且保持恒定，并供给三相对称负载时的一种稳态运行方式。

同步发电机的运行性能可以通过它的基本特性以及由这些特性所求得的一些主要参数来加以说明。

同步发电机在转速不变时，有三个互相影响的变量，即端电压U，电枢电流I和励磁电流If。

负载的功率因数cos

对它们之间的关系也有影响，为便于分析，设cos

不变；

在端电压、电枢电流和励磁电流三者中令其一为常数，而求其他二者之间的关系，就称为同步发电机的基本特性。本节还要介绍同步发电机稳态的功角特性。重要！12七月2024144同步发电机的特性一、空载特性和短路特性1.空载特性

指在发电机的转速保持为同步转速（n=n1），电枢电路开路（I=0）的情况下。空载电压（U0=E0）与励磁电流If之间的关系曲线U0=f(If)。

空载特性曲线实际上就是电机的磁化曲线，它可用计算法得到，也可用实验法测出。可用下图电路。

实验测定时，电枢绕组开路，用原动机把发电机拖到同步转速，然后逐渐增加励磁电流并记录不同励磁电流下对应的电枢端电压，直到U0=1.3UN左右，再逐步减少If，记录对应的U0和If值，由于铁磁材料的磁滞现象，将得到上升和下降两条不同的曲线见下图。

12七月2024145同步发电机的特性不同励磁下的空载特性空载特性是同步发电机的基本特性之一，是一条非常重要的特性，它体现了电机中电与磁的关系。一方面表征了电机磁路的饱和情况，另一方面把它和短路特性、零功率因数特性配合在一起，可以确定电机的基本参数额定励磁电流和电压调整率等。12七月2024146同步发电机的特性2.短路特性

短路特性是指发电机的转速保持不变，将电枢绕组稳态短路，短路电流Ik与励磁电流If之间的关系曲线，即Ik=f(If)。

它不仅可用来说明同步发电机的性能，更重要的是可借以测定电机参数。

短路试验的接线图中只需把空载实验图中的A、B、C三端短接即可。

试验时发电机转速保持为同步转速，调节励磁电流If使电枢的短路电流从零开始一直到1.25IN左右为至，记取对应的短路电流Ik和励磁电流If，得短路特性曲线如下图所示。12七月2024147同步发电机的特性IfIkINIfko短路特性曲线短路时，发电机端电压U=0，限制短路电流的仅是电机的内部阻抗，由于一般同步发电机的电枢电阻远小于同步电抗可忽略不计，所以（隐极式）短路电流所以短路电流可认为是纯感性的，即

=90º，这时电枢电流只有直轴分量，它所产生的电枢磁势基本上是一个起纯去磁作用的直轴磁势，即Fa=Fad，而Faq=0。12七月2024148同步发电机的特性E0Ik

jxd

FfFadFadF

Ea=-jxadIkE0=jxdIkE

=jx

IkIk(b)短路时的相量图(a)短路时的等效电路此时绕组的电抗，若为凸极式发电机，则为直轴同步电抗，因此短路时，不论是隐极机还是凸极机都具有相同形式的等效电路和相量图，电路如下图(a)所示。从等效电路可看出，由于U=0，ra=0，则相量图如图(b)所示。12七月2024149同步发电机的特性此时气隙合成磁势F

很小，合成磁势所产生的气隙磁场在电枢绕组中感应的电势完全被漏抗压降所平衡，即

所以对应的气隙合成磁通很小，电机的磁路处于不饱和状态，磁势和磁通成线性关系，因此另一方面，由于电枢磁势正比于电枢电流，即所以励磁磁势也与Ik成正比，所以同时故短路特性是一条直线，即12七月20241501.外特性当n=n1，If、cos

=常数时，U

与I

的关系，即

U=f(I)。调节If，使I=IN、

cos

=cos

N

、U

=UN时，

If=IfN。电压调整率：保持n1、cos

N、IfN时，OUIcos

=0.8(

＞0)cos

=0.8(

＜0)cos

=1UNIN

U%

=×100%E0－UNPUNP同步发电机的特性二、外特性和调节特性12七月2024151OUIcos

=0.8(

＞0)cos

=0.8(

＜0)cos

=1UNIN同步发电机的特性当功率因素为小于1（滞后）时特性曲线为略微下降趋势，这时因为电枢电流起到了去磁作用，使得磁通减小，进而使得感应电势减小，进而使电压下降。当功率因素为等于1时特性曲线为略微下降趋势，因为电机本身有电感，电流仍滞后于电压，内功率因素角接近于90度，直轴电枢反应影响较小，电压下降不大当功率因素为小于1（超前）时特性曲线为略微上翘趋势，这时因为电枢电流起到了增磁作用，使得磁通增大，进而使得感应电势增大超过了内阻压降值，进而使电压上升。）12七月2024152电压调整率：保持n1、cos

N、IfN时，OUIcos

=0.8(

＞0)cos

=0.8(

＜0)cos

=1UNIN

U%

=×100%E0－UNPUNP同步发电机的特性电压变化率是表征同步发电机运行性能的重要数据之一。12七月2024153同步发电机的特性为了使同步发电机的端电压不随负载电流的变化而剧烈变动，它的电压变化率应尽量地小。实际上，由于同步电抗的数值较大，负载电流变化产生的同步电抗压降必然要引起端电压明显地变化。现代同步发电机都装有快速自动电压调节器，它能根据端电压的变化自动改变励磁电流的大小，使发电机端电压基本不变，所以对

U%的要求大为放宽。凸极式同步发电机的

U%大体在18%~30%以内；汽轮发电机由于电枢反应较大，故

U%也较大，大体在30~48%这一范围内（均为cos滞后的数值）。

12七月20241542.调节特性保持n=n1、U=UN、cos

=cos

N时，If

与I

的关系,即If=f(I

)。OIfIcos

=0.8(

＞0)cos

=0.8(

＜0)cos

=1同步发电机的特性调整特性的变化趋势与外特性正好相反，对于感性和纯阻性负载，为补偿电枢反应的去磁作用及电枢漏阻抗压降，随着负载的增加，若要保持端电压为常数，就必须增加励磁电流；所以这两种情况下的调节特性都是上升的。在容性负载时，随着负载的增加，必须减少励磁电流，以维持端电压恒定。12七月2024155同步发电机的特性三、稳态的功角特性功角特性：保持n、If

、U

不变时，电磁功率PM

与功率角

的关系，即PM=f(

)。同步电机的电磁功率除了可用电势、电枢电流以及它们之间的夹角来表示外，还可以用便于计算、调节和更能显示电机内部物理过程的一些物理量来表示，即励磁电势E0、端电压U和功率角

等。

正如转差率是异步电机的基本变量一样，对于并联运行于电网的同步电机来说，功率角是它的一个基本物理量。12七月2024156同步发电机的特性1.隐极式同步发电机的功角特性PM

=P2=3UIcos

=3E0Icos

因在同步发电机中ra<<xs，故可忽略ra，这样根据简化电路的相量图求得PM，由相量图中可以看出：UI

jxs

IE0

COABPM

=3sin

UE0xs得所以OPM

90o

Pmax电磁功率和功率角之间是一个正弦关系，如图所示。

12七月2024157※当

=90o时:PM

=Pmax同步发电机的特性功率表达式说明在恒定励磁和恒定电网电压（即U=C、E0=C）时，电磁功率的大小只取决于功率角。从功角特性公式可见，同步功率随功率角而变化，且有一极限值Pmax，我们把最大功率与额定功率之比称为过载能力，用km表示，若隐极式同步电机在额定运行时的功率角为

N，则

N越小，则过载能力km愈大，从相量图可见，在一定的负载情况下，如要减少N就必须减小同步电抗xs。12七月2024158同步发电机的特性只有增大气隙，同步电抗才能减少，但增大电机的气隙即增加成本，故过载能力不应规定得过大，汽轮发电机的过载能力一般不小于1.5。2.凸极式同步发电机的功角特性如果忽略电枢电阻，则有

PM

=P2=3UIcos

=3UIcos(

-

)=3UIcos

cos

＋3UIsin

sin

=3UIqcos

＋3UIdsin

由相量图

xq

Iq

=Usin

xd

Id

=E0－Ucos

12七月2024159Usin

xqIq

=E0－Ucos

xdId

=所以UI

jxqIEQjxdIdE0jxqIq

NOG

IdIq

PM=3UIqcos

＋3UIdsin

Usin

xq

=3U

cos

E0－

Ucos

xd+3U

sin

PM3UE0xd

=sin

1xq＋

(

－

)

sin2

3U221xdPM=PM'

＋

PM"同步发电机的特性12七月2024160

讨论：①3UE0xd

PM'=sin

PM'∝E0，当转子有励磁即If≠0时存在。

②1xqPM"=(

－

)

sin2

3U221xdPM"是由于xd≠xq

而引起的，与If

是否存在无关。

结论：①PM"使Pmax

。②Pmax产生在

＜90o

处。③功角特性不再是正弦波。—基本电磁功率。—附加电磁功率。OPM

90o

PmaxPM'PM"同步发电机的特性12七月2024161同步发电机的特性例：一台xd*=0.8、xq*=0.5的凸极式同步发电机，接在U*=1的电网上运行于I*=1，cos

=0.8（滞后）下，略去定子电阻；试求：（1）E0与；（2）PM与Pmax；（3）过载能力km。解：(1)由相量图(2)功率的基值取SN=mUNPINP，电磁功率的标么值为12七月2024162同步发电机的特性代入数据得为求得Pmax，令，求PM=Pmax时的

角，即

令上式变为12七月2024163同步发电机的特性由于所以即解之：(舍去)所以(3)过载能力12七月20241649.4.5同步发电机的并联运行一、并联运行优点可以根据负载的变化来调节投入运行的机组数目，提高机组的运行效率；便于轮流检修，提高供电的可靠性，减少发电机检修和事故的备用容量；对于由火力电厂和水力发电厂联合组成的电力系统，并联运行尚可达到合理调度电能，充分利用水能，使发电成本降低的目的；许多发电厂并联在一起时，形成强大的电网，因此负载变化对电压和频率的影响就很小，从而提高了供电的质量和可靠性。12七月2024165同步发电机的并联运行二、并联运行的条件同步发电机与电网并联合闸时，为了避免产生巨大的冲激电流，以防止同步发电机受到损坏，电力系统受到严重干扰，应满足下列条件：1.发电机的电压和电网电压应具有相同的有效值、极性和相位。2.发电机电压的频率应与电网的频率相等。3.对三相发电机，还要求其相序和电网相一致。4.发电机的电压波形应与电网电压波形相同，即均为正弦波形。上述第3条在安装发电机时，根据发电机规定的转向，确定发电机的相序得到满足。12七月2024166同步发电机的并联运行第4条在制造发电机时得到保证。并网操作时只需注意满足第1和第2项条件。下面分析不满足这些条件时，将会造成怎样的后果。

＋U

－S＋

U

－(1)电压相等如果则U≠U

△U=U－U

≠0△U(2)频率相等如果：

≠

UU

—△U=0~2UUU

UU

△UUU

△UUU

△U12七月2024167U

AU

BU

C(3)相序一致如果相序不一致，则△UA=

0△UB=UB－U

B△UC=UC－U

CUAUBUC△UB△UC同步发电机的并联运行若波形不同，例U为正弦波，而U

中除了基波分量外还含有高次谐波分量，将在电机和电网内产生高次谐波环流，就会增加运行损耗，使运行温度升高效率降低，对电机和电网均不利。(4)波形相同12七月2024168同步发电机的并联运行三、并联投入方法把同步发电机并联至电网所进行的操作过程称为整步(并车)过程，实际整步方法有两种即准整和自整步法。1.准整步法把发电机调整到完全合乎投入并联的条件，然后投入电网，这种方法称为准整步法。利用三组同步指示灯来检验合闸的条件。(1)灯光黑暗法把三组灯分别接在电网和发电机间并列开关的两侧，如图（a）所示，即接在A和A

，B和B

，C和C

之间，这时作用在每一组同步指示灯上的电压就等于电网的相电压和发电机对应的相电压之差。12七月2024169同步发电机的并联运行当待并车的发电机频率与电网频率不同时，两边电压将有不同的旋转速度，即发电机和电网两组电压之间将有相对运动。设电网电压相量取作固定不动，发电机的电压相量按照双方频率之差转动。在不同瞬间两组相量有不同的位置，各组同步指示灯上所受的电压将不断地变化。12七月2024170同步发电机的并联运行于是同步指示灯的灯光便忽亮忽暗地闪烁。当两频率越为接近时，灯光的闪烁便越缓慢根据灯光的闪烁情况，可以调节发电机的转速，使发电机电势的频率，尽可能接近电网的频率。若发电机电压与电网电压不相等，可调节励磁电流。下面通过相量图来分析。设电源频率f小于发电机的频率f

。UC

UA

UB

UAUBUCUA

UB

UC

△U△U△UUAUBUCUAUBUCUA

UB

UC

△U△U△U12七月2024171同步发电机的并联运行应在三组灯全暗时合闸，此时开关两侧电位差已很小，即发电机与电网电压差

U

0。由相量图可以看出，在不同的瞬间，三组指示灯所受的电压总相等，指示灯将同时明暗，其明、暗变化的频率就是发电机与电网相差的频率。调节发电机原动机的转速使灯光明暗频率很低时，就可以准备合闸。(2)灯光旋转法（交叉接法）接线图如下图(a)所示，方法是把一组灯直接跨线接在A和A

之间，而把另二组灯交叉跨接在B和C及C和B之间。12七月2024172同步发电机的并联运行下面用相量图分析各组灯上的电压。设电源频率f小于发电机的频率f

。12七月2024173同步发电机的并联运行UC

UA

UB

UAUBUCUA

UB

UC

△UCB

△UAA

UAUBUC△UCB

△UBC

△UBC

UA

UB

UC

△UCB

△UAA

UAUBUC△UBC

UA

UB

UC

△UCB

△UAA

UAUBUC△UBC

由相量图可见，在不同的时刻，加于三组同步灯的电压各不相等。从图可见先是第I组灯最亮，接着轮到第II组灯最亮，然后是第III组最亮，灯光按逆时针方向旋转。12七月2024174同步发电机的并联运行如果发电机的频率低于电网频率，则灯光将按顺时针方向旋转；

根据灯光旋转方向，适当调节发电机转速，使灯光旋转速度变得很低，就可准备合闸。

当直接跨接在开关两端的同步指示灯熄灭(上图中第I组，开关两端电压差为零)，而另