同步发电机的运行原理PPT幻灯片课件

第六章同步发电机的工作原理、主磁通同步发电机的电动势方程和同步发电机的相量图。1.主磁通同步发电机空载运行空载运行是指同步发电机由原动机驱动至同步转速，转子励磁绕组通过DC励磁电流，定子绕组开路(定子绕组电流为零)的运行状态。(图)，6.1同步发电机主磁通，2，从图中可以看出，主磁极磁通分为两部分：主磁通 0和漏磁通 f。前者穿过气隙并与定子绕组相交，而后者不穿过气隙并仅与励磁绕组相交。1.空载运行时的主磁通量3。1.空载运行时的主磁通：I=0，If0，n=nN。发电机空载运行时的内部电磁关系只会增加磁极的饱和度。4.空载运行时的气隙磁场仅由转子励磁磁动势建立，磁场强度仅由励磁电流的大小决定。首先，空载运行时的主磁通。第五，当负载运行时，当电流流过定子绕组时，将产生电枢的基本旋转磁动势。负载运行时，同步电机中的主磁场由励磁磁动势和电枢磁动势建立。具有对称负载的主磁通，6，2，具有对称负载的主磁通，当负载：10，如果0，n=nN，发电机内部电磁关系，7，当负载运行时，同步电机中的主磁场由励磁磁动势和电枢磁动势建立。负载对称的主磁通，8。空载：气隙磁动势负载：气隙磁动势同步发电机对称负载时，电枢磁动势Fa对励磁磁动势Ff的影响称为电枢反应。电枢反应电枢反应两种磁动势性质的比较结论：电枢磁动势Fa和励磁磁动势Ff在空间上是相对静止的。几个概念功率因数角:空载电动势E0和电枢电流I之间的角度与电机本身的参数以及负载的大小和性质有关；(2)功率因数角：与负载特性有关；(3)功角(功角):E0和U之间的夹角；并且具有(感应负载)直轴(D轴):主磁极轴(纵轴)；(5)横轴(Q轴):转子相邻磁极轴之间的中心线为横轴(横轴)。3.电枢反应，11。3.电枢反应。电枢反应的性质(磁化增强、退磁或交叉磁化)与负载的性质和大小有关，主要取决于电枢磁动势和励磁磁动势在空间中的相对位置。分析表明，该相对位置取决于零电势电动势E0与定子电流I之间的相角差。电枢反应的性质可以用时空矢量图来反映。时空矢量图：包含时间矢量和空间矢量的矢量图。用时空矢量图确定电枢反应性质的规律是：以励磁磁势Ff为参考矢量，其方向为D轴方向；空载磁通 0与Ff方向相同，空载电势E0滞后于空载磁通090；定子电流I滞后于空载电势E0的角度是内部功率因数角；电枢磁势Fa与定子电流I同相。电枢反应，电枢反应当13，1，=0时，电枢反应，电枢反应当14，1，=0时，电枢反应，电枢磁势Fa滞后于励磁磁势Ff90，合成磁势F的大小略有增加，分布滞后于励磁磁势Ff一个锐角，此时的电枢反应性质为横轴电枢反应。电枢反应时，15，1，=0交轴电枢反应，即交磁作用。电枢磁场与转子励磁绕组相互作用产生的电磁力f1，转子上产生的电磁转矩与转子的旋转方向相反，对转子起制动作用，18，3，电枢反应，电枢反应在3，=-90，时空矢量图，19，3，电枢反应，电枢反应在3，=-90，直接轴磁化电枢反应。电磁力f1不会在转子上产生的电磁转矩。合成磁动势F增加，导致发电机端电压上升。为了保持发电机的端电压不变，需要降低发电机的励磁电流。发电机输出无功功率。电枢反应在，20，4，090，3，电枢反应，既有横轴电枢反应又有直轴退磁电枢反应。发电机输出有功功率和无功功率。21，5，-90，so XadXaq，so在凸极同步电动机中，XdXq和Xq*0.6Xd*对于隐极电动机，Xd=Xq=XtXa(隐)Xad(凸)Xaq(凸)，ii，凸极同步发电机，44，3，相量图以发电机端电压为参考相量，作为带阻性负载的相量图如下：ii，凸极同步发电机，45，(2)凸极同步发电机，说明：公式自然：滞后0，超前0；公式可以直接转换成标准的酉形式。基本值选择如下：容量基本值sb=mun in 电压基本值UB=UN 电流基本值IB=in 阻抗基本值zb=UN /in 励磁电流基本值Ifb=If0(E0=UN)，46，示例1:汽轮发电机PN=135MW，定子三相绕组y连接，额定电压UN=13.8kV，cos=0.8(磁滞)，xt=2.35，忽略电枢电阻，计算额定运行时的E0N和N。2，凸极同步发电机，解决方案：发电机定子额定电流，47，发电机定子额定相电压，y连接方式，2，凸极同步发电机，48，发电机端电压u，负载电流I和励磁电流If是三个主要运行参数，在同步发电机在对称负载下稳定运行并保持恒定转速(频率)和功率因数的同时，可以在运行期间测量。他们彼此相关。当一个量保持不变时，其他两个量之间的函数关系称为运行特性。6.3同步发电机的运行特性，49，1。定义：2。实验接线：3。步骤：if=u0=0 1.25 UN=注意：只允许单向磁调节；1.空载特性，50。1.空载特性，4。曲线：E0=f(如果)，如右图所示。电机磁路的饱和系数：通常同步发电机的k约为1.1 1.25。空载特性和空载电动势的调整：根据E0=4.44fn1kn1 0和If 0，调整励磁电流If可以改变磁通 0，从而改变定子绕组的感应电动势E0。频率调节：转子转速越高，定子绕组感应电势E0的频率越高。也就是说，对于汽轮发电机(p=1)，转速必须保持在3000转/分钟。定义：2。实验接线：3。步骤：n=nN，调整If使Ik=0 1.25 in，2。短路特性，53，4。曲线：Ik=f(If)，2。短路特性，短路电流ik只有一个直轴分量，其电枢反应是纯退磁。磁路处于不饱和状态，E0If和Ik=E0/xd，xd为常数，有IkIf，54，2，短路特性，当磁路不饱和时xd为常数，利用空载和短路特性确定xd的不饱和值；当磁路饱和时，xd随变化，由气隙线确定：由空载特性曲线确定：55，2，短路特性，短路比kc:指空载电压为额定电压时，短路电流Ik0与发电机出口额定电流IN之比。短路特性和短路比kc是影响同步发电机技术经济指标的重要参数。短路比小，负载变化时发电机电压变化大，并联运行时发电机稳定性差，但电机成本相对较低。相反，KC大气隙xd增加了电机的成本和尺寸。汽轮发电机kc=0.6，水轮发电机kc=0.81.2，57，解：是从气隙线找到的，当if=280a时，感应电动势；在.之下根据空载特性，If0=155A在相电压千伏时；根据短路特性，如果I=in=1718 a，Ifk=280A；从气隙线可以发现，当if=280a时，kv、58、和均按标准单位值计算，因此，从空载和短路特性可以看出，因此，2，短路特性，59，3，外部特性和电压变化率，1。外部特性定义：2条曲线：60，3，外部特性和电压变化率，cos不同时分析发电机外部特性的相量图(a)cos=1；(b)cos=0.8(滞后)；(c)cos=0.8(导联)，分析，61，外部特征和电压变化率，2。电压变化率：当额定运行时励磁电流IfN和转速nN保持不变，发电机完全空载时，发电机端电压将从空载电动势E0变为空载电动势，电压变化幅度可用电压变化率表示。u是发电机的性能指标之一，按照国家标准不超过50%。调节特性1 .