电机学电子讲稿2010-6同步电机

第六章同步电机,二一年,电机学课程讲稿,胡雪松,huxs,6.1同步电机概述6.2同步发电机分析方法6.3运行特性与参数计算,6.4同步发电机并联运行6.5同步电动机和补偿机6.6不对称运行,第六章同步电机,6.1.1同步电机的特点和用途6.1.2同步电机的类型与结构6.1.3励磁方式和冷却方式6.1.4额定值,6.1同步电机概述,6.1.1同步电机的特点与用途,同步电机的特点,1/2,6.1.1同步电机的特点与用途,同步电机的用途,2/2,发电机电动机补偿机（调相机）,6.1.2同步电机的类型与结构,同步电机的分类,1/3,按用途发电机、电动机、补偿机按结构特点凸极、隐极；立式、卧式按通风方式开启式、防护式、封闭式按冷却方式空冷、水冷、氢冷、混合冷却按原动机汽轮、水轮、柴油、其他按负荷均匀负荷、交变负荷、冲击负荷,6.1.2同步电机的类型与结构,同步电机的结构,2/3,6.1.2同步电机的类型与结构,隐极机和凸极机励磁绕组,3/3,6.1.3励磁方式与冷却方式,同步电机的励磁方式,1/2,直流励磁机励磁系统静止交流整流励磁系统（自励式和他励式）旋转交流整流励磁系统其他励磁方式（三次谐波励磁、电抗移相励磁、感应励磁等）,6.1.3励磁方式与冷却方式,同步电机的冷却方式,2/2,空气冷却氢气冷却水冷却混合冷却,6.1.4额定值,1/2,额定容量SN（或额定功率PN）额定电压UN额定电流IN额定功率因数cosN额定效率N额定频率fN额定转速nN,6.1.4额定值,2/2,额定励磁电压UfN额定励磁电流IfN额定励磁容量PfN额定温升,6.2.1同步发电机的空载运行6.2.2对称负载时的电枢反应6.2.3隐极发电机的分析方法6.2.4凸极发电机的分析方法,6.2同步发电机的分析方法,6.2.1.1空载时的磁场6.2.1.2基波励磁磁动势与磁密6.2.1.3基波励磁电动势6.2.1.4空载特性,6.2.1同步发电机的空载运行,6.2.1.1空载时的磁场,主极磁场示例,6.2.1.2基波磁动势与磁密,1/6,凸极机的励磁磁动势,6.2.1.2基波磁动势与磁密,2/6,凸极机的励磁磁动势波形系数,6.2.1.2基波磁动势与磁密,3/6,隐极机的励磁磁动势,6.2.1.2基波磁动势与磁密,4/6,隐极机的励磁磁动势波形系数,6.2.1.2基波磁动势与磁密,5/6,隐极机励磁磁动势波形系数与的关系,6.2.1.2基波磁动势与磁密,6/6,基波励磁磁动势与基波气隙磁密矢量,以定子A相相轴为空间坐标参考轴线，图示时刻基波磁动势的幅值正好在A相绕组轴线上。不考虑铁耗时，基波励磁磁密与基波励磁磁动势成正比，幅值位置与基波磁势相同。,6.2.1.3基波励磁电动势,基波励磁（相）电动势,为空载时基波每极磁通量,6.2.1.4空载特性,空载特性与饱和系数,注意横坐标是实际励磁磁动势而不是其基波有效值,6.2.2.1电枢反应的含义6.2.2.2电枢反应的性质6.2.2.3处理电枢反应的方法,6.2.2对称负载时的电枢反应,6.2.2.1电枢反应的含义,1/2,空载与负载下的磁场对比,6.2.2.1电枢反应的含义,2/2,电枢反应的定义,同步发电机带上负载后，电枢绕组中有电流，电枢电流产生的电枢磁动势对励磁磁动势的影响，称为电枢反应。电枢反应是同步电机实现机电能量转换的关键，其性质与强弱直接决定同步电机的运行状况与性能。,6.2.2.2电枢反应的性质,1/7,影响电枢反应性质的因素,电枢磁动势与励磁磁动势之间的夹角仅由电枢电流滞后于励磁电动势的角度0决定。,6.2.2.2电枢反应的性质,2/7,0=0时,电枢磁动势与励磁磁动势之间的夹角为90，称为交轴电枢反应。此时为纯交磁。交轴电枢反应是同步电机实现能量转换的关键。,6.2.2.2电枢反应的性质,3/7,0=90时,电枢磁动势与励磁磁动势之间的夹角为180，称为直轴电枢反应。此时电枢反应的性质为纯直轴去磁。,6.2.2.2电枢反应的性质,4/7,0=-90时,电枢磁动势与励磁磁动势之间的夹角为0，此时电枢反应的性质为纯直轴助磁（增磁）。,6.2.2.2电枢反应的性质,5/7,0-90时,电枢磁动势与励磁磁动势之间的夹角为大于0小于90，此时电枢反应的性质为交磁兼直轴助磁。,6.2.2.2电枢反应的性质,7/7,总结,6.2.2.3处理电枢反应的方法,1/4,隐极机不考虑饱和时,6.2.2.3处理电枢反应的方法,2/4,隐极机考虑饱和时,6.2.2.3处理电枢反应的方法,3/4,凸极机的双反应理论Blondel,当电枢反应磁动势既不在直轴上（与励磁磁动势同向或反向）也不在交轴上（与励磁磁动势垂直）时，可将其分解为直轴分量和交轴分量分别处理，最后再把它们的效果叠加起来。,电枢反应,6.2.2.3处理电枢反应的方法,4/4,凸极机不考虑饱和时,6.2.3.1正方向规定6.2.3.2不考虑饱和6.2.3.3考虑饱和,6.2.3隐极发电机的分析方法,6.2.3.1正方向规定,发电机惯例,电动机惯例,6.2.3.2不考虑饱和,1/10,电磁关系,6.2.3.2不考虑饱和,2/10,漏电动势,6.2.3.2不考虑饱和,3/10,电枢反应电动势,由于不考虑饱和,6.2.3.2不考虑饱和,4/10,电压平衡方程,6.2.3.2不考虑饱和,5/10,气隙电动势,6.2.3.2不考虑饱和,6/10,等效电路,6.2.3.2不考虑饱和,7/10,时空矢量和内功率角,6.2.3.2不考虑饱和,8/10,相量图和功率角、内功率因数角,6.2.3.2不考虑饱和,9/10,常用关系（一）,6.2.3.2不考虑饱和,10/10,常用关系（二）,忽略电枢电阻时,6.2.3.3考虑饱和,电压平衡方程,或者,6.2.4.1不考虑饱和6.2.4.2考虑饱和,6.2.4凸极发电机的分析方法,6.2.4.1不考虑饱和,1/12,电磁关系,6.2.4.1不考虑饱和,2/12,漏电动势,6.2.4.1不考虑饱和,3/12,直轴电枢反应电动势,6.2.4.1不考虑饱和,4/12,交轴电枢反应电动势,6.2.4.1不考虑饱和,5/12,电压平衡方程,6.2.4.1不考虑饱和,6/12,直轴同步电抗和交轴同步电抗,6.2.4.1不考虑饱和,7/12,相量图,6.2.4.1不考虑饱和,8/12,相量图的作法,6.2.4.1不考虑饱和,9/12,辅助虚电动势,6.2.4.1不考虑饱和,10/12,相量图的另一种作法,6.2.4.1不考虑饱和,11/12,常用关系（一）,6.2.4.1不考虑饱和,12/12,常用关系（二）,6.2.4.2考虑饱和,电压平衡方程,或者,6.3.1运行特性6.3.2利用特性曲线计算参数6.3.3试验法测取参数,6.3运行特性与参数计算,6.3.1.1运行特性的含义6.3.1.2空载特性6.3.1.3短路特性,6.3.1.4负载特性6.3.1.5外特性6.3.1.6调整特性,6.3.1运行特性,6.3.1.1运行特性的含义,同步发电机在转速恒定、负载功率因数不变的条件下，有三个主要变量定子电压、定子电流和励磁电流。保持其中之一为常数，另外两个量之间的关系称为同步发电机的运行特性。,UIf：空载特性和负载特性UI：外特性IfI：调整特性和短路特性,6.3.1.2空载特性,空载特性曲线,n=nsI=0E0=f(If),1/3,6.3.1.2空载特性,空载特性的作用,2/3,检查磁路系统的工作情况检查电枢绕组的联结是否正确了解磁路的饱和程度,6.3.1.2空载特性,磁路饱和程度对同步发电机的影响,3/3,若饱和程度太低硅钢片利用率低，浪费材料；运行时，负载波动引起的电压波动较大。若磁路过于饱和额定励磁电流过大，造成励磁绕组的用铜过多；运行时，不易调节电压的大小。,6.3.1.3短路特性,短路特性曲线,1/3,n=nsU=0Ik=f(If),6.3.1.3短路特性,对短路特性的简单分析（以隐极机为例）,2/3,短路电流基本为纯感性，电枢反应性质基本为纯去磁的，矢量合成变为代数加减（F=Ff1-Fa）。另外，漏阻抗压降较小，使E较小，气隙磁密也较小，磁路处于不饱和状态，气隙电势与合成磁动势正比。,6.3.1.3短路特性,特性三角形,3/3,6.3.1.4零功率因数负载特性,零功率因数负载时的电磁关系,1/2,（忽略电枢绕组电阻）,6.3.1.4零功率因数负载特性,特性曲线,2/2,n=nsI=constcos=0U=f（If）,6.3.1.5外特性,特性曲线,1/2,n=nsIf=C1cos=C2U=f（I）,6.3.1.5外特性,电压调整率,2/2,E0为同步转速、额定励磁电流下的每相空载电动势。,6.3.1.6调整特性,特性曲线,n=nsU=C1cos=C2If=f（I）,6.3.2.1Xd不饱和值与短路比6.3.2.2Xd饱和值6.3.2.3保梯电抗,6.3.2利用特性曲线计算参数,6.3.2.1Xd不饱和值与短路比,由空载和短路特性计算Xd不饱和值,1/3,6.3.2.1Xd不饱和值与短路比,由空载特性和短路特性计算短路比,2/3,6.3.2.1Xd不饱和值与短路比,短路比对同步发电机性能的影响,3/3,短路比大则同步电抗标幺值小，短路电流大，电枢反应弱，气隙较大，使转子额定励磁安匝增大，转子用铜增多；但负载变化时机端电压变化小，有利于提高电力系统的稳定性。短路比小则稳定性差；但可降低电机的造价。汽发0.41.0；水发0.81.8；快速调励可更低。,6.3.2.2Xd饱和值,计算原理,1/2,零功率因数负载且不计电枢电阻时,饱和时,6.3.2.2Xd饱和值,计算方法,2/2,6.3.2.3保梯电抗,计算方法,1/2,6.3.2.3保梯电抗,保梯电抗大于漏抗的原因,2/2,6.3.3.1转差法测凸极机的同步电抗6.3.3.2取出转子法测漏抗,6.3.3试验法测取参数,6.3.3.1转差法测凸极机的同步电抗,试验方法,1/6,拖动转子旋转至接近同步转速，让转差率小于1%；保持励磁绕组开路；定子绕组加上频率为额定、大小为(0.02-0.15)UN的电压；测量并记录定子电流波形。,6.3.3.1转差法测凸极机的同步电抗,试验结果,2/6,6.3.3.1转差法测凸极机的同步电抗,直轴同步电抗计算,3/6,旋转磁通正对着转子直轴时（忽略Ra）,6.3.3.1转差法测凸极机的同步电抗,交轴同步电抗计算,4/6,旋转磁通正对着转子交轴时（忽略Ra）,6.3.3.1转差法测凸极机的同步电抗,对电压变化的修正,5/6,6.3.3.1转差法测凸极机的同步电抗,补充说明,6/6,试验中，转差率不能太大，否则会在转子中产生感应电流。转差小了以后，容易被牵入同步，因此应降低电压使气隙磁通减小，从而减小牵入同步的转矩。由于气隙磁通很小，磁路完全不饱和，因此算出的同步电抗是不饱和值。降低电压不会带来额外的误差。因为计算参数的方法是由气隙线导出的。,6.3.3.2取出转子法测漏抗,试验方法,1/4,抽出同步电机的转子；定子绕组加上频率为额定、大小为(0.05-0.1)UN的电压；测量电枢绕组每相电压U、相电流I和三相输入功率P。,6.3.3.2取出转子法测漏抗,计算方法,2/4,6.3.3.2取出转子法测漏抗,抽出转子后的电枢反应电抗,3/4,也可通过试验的方法测出,6.3.3.2取出转子法测漏抗,试验时电压不能太大的原因,4/4,由于抽出转子后，电枢磁通所经过的磁路具有很大的磁阻，使磁通很小，从而电枢感应电动势很小；而漏电动势本来就不大。如果外加电压过大，显然会产生很大的电流，烧坏绕组。,6.4.1并联运行概述6.4.2并联条件与方法6.4.3功率和转矩方程,6.4.4功角特性6.4.5有功调节与静态稳定6.4.6无功调节与V形曲线,6.4同步发电机的并联运行,6.4.1并联运行概述,单机供电的缺陷,1/3,发电机的容量限制了系统容量和用户规模负载很小时发电机的运行效率很低备用发电机造成很大浪费；若无备用则供电可靠性低负载变化会对发电机的频率和电压造成影响,6.4.1并联运行概述,并联运行的优点,2/3,电能的供应可以互相调剂，合理分配；减少备用容量，增加供电可靠性；提高供电质量，电网电压和频率几乎不变；不同性质的负载互相起补偿作用；电网覆盖的地区越大，则时差也越大，可自然错峰，使负荷均匀，发电机可经常满载，提高设备利用率；可使电厂的布局更为合理。,6.4.1并联运行概述,并联运行对发电机的影响,3/3,单机运行时，发电机的频率由原动机决定；机端电压由励磁电流、频率和负载大小决定。并联运行时，发电机的频率和电压受电网限制不能变化。通过对原动机的控制可调节发电机输出的有功功率；通过控制励磁电流可调节输出的无功功率。,6.4.2并联条件与方法,并联条件,1/8,发电机的相序与电网一致发电机的频率与电网相同发电机的端电压幅值等于电网电压幅值（正弦波）并网瞬间，发电机的电压相位与电网电压的相位一致,6.4.2并联条件与方法,相关量的调节方法,2/8,频率调原动机的转速,幅值调发电机的励磁,相位调发电机的瞬时转速,6.4.2并联条件与方法,准确同步法之一直接接法（暗灯法）,3/8,6.4.2并联条件与方法,准确同步法之一直接接法（暗灯法）,4/8,判断方法：相序不同灯光“旋转”频率不同同时亮、同时熄地交替变化幅值不等亮度相同，不能熄灭相位不同亮度相同，不能熄灭,6.4.2并联条件与方法,准确同步法之二交叉接法（旋灯法）,5/8,6.4.2并联条件与方法,准确同步法之二交叉接法（旋灯法）,6/8,判断方法：相序不同同时亮、同时熄地交替变化频率不同灯光“旋转”幅值不等1号灯不能熄灭相位不同1号灯不能熄灭,6.4.2并联条件与方法,两种准确同步法的比较,7/8,直接接法在三组相灯同时熄灭时并网，而白炽灯电压低于额定电压的三分之一时就会熄灭，因此可能误判。交叉接法在一组相灯熄灭且另两组相灯亮度一致时并网，准确度较高；而且根据灯光旋转方向可判断发电机频率与电网频率的大小关系，便于调节。,6.4.2并联条件与方法,自同步法,8/8,校验相序，将励磁绕组经限流电阻短路按规定的转向将转子拖动到接近同步转速（转差率小于5%）；把发电机投入电网，并立即切除励磁回路的限流电阻，加上直流励磁电流；由定、转子磁场形成的电磁转矩将发电机牵入同步。,6.4.3功率平衡方程与转矩平衡方程,功率平衡方程（未考虑励磁功率）,1/7,6.4.3功率平衡方程与转矩平衡方程,电磁功率（一）,2/7,6.4.3功率平衡方程与转矩平衡方程,电磁功率（二）,3/7,6.4.3功率平衡方程与转矩平衡方程,电磁功率（三）,4/7,6.4.3功率平衡方程与转矩平衡方程,电磁功率（四）,5/7,对隐极机,6.4.3功率平衡方程与转矩平衡方程,电磁功率（五）,6/7,对凸极机,6.4.3功率平衡方程与转矩平衡方程,转矩平衡方程,7/7,6.4.4功角特性,电磁功率表达式的变换,1/9,6.4.4功角特性,忽略电枢电阻后凸极机的时-空矢量图,2/9,内功率角的物理含义,6.4.4功角特性,直轴电流的表达,3/9,6.4.4功角特性,交轴电流的表达,4/9,6.4.4功角特性,功角特性的公式表达,5/9,6.4.4功角特性,功角特性的标幺值表达形式,6/9,6.4.4功角特性,功角特性的曲线表达,7/9,程序,6.4.4功角特性,隐极机的功角特性,8/9,6.4.4功角特性,功角特性的物理含义,9/9,时空矢量图,6.4.5有功调节与静态稳定,理想条件并网后的空载运行,1/10,6.4.5有功调节与静态稳定,调节励磁电流的影响,2/10,仅改变励磁电流只能使电枢绕组产生超前或滞后的无功电流，不能改变有功功率。这也与能量守恒相符合。,6.4.5有功调节与静态稳定,有功的调节途径,3/10,增加发电机的输入功率，即增加原动机的驱动转矩，使功率角增大，从而电磁功率和输出有功相应增加。,6.4.5有功调节与静态稳定,同步发电机稳定问题的概念,4/10,同步发电机的稳定问题指的是：包括有若干个发电机的电力系统，在正常负载调配和不正常事故中，发电机能否保持同步的问题。若出现失去同步的现象，就可能造成很大的供电混乱，甚至造成停电事故。,6.4.5有功调节与静态稳定,同步发电机静态稳定的概念,5/10,当发电机在某一稳定状态运行时，若由于原动机或电网方面的原因，使发电机受到一些微小的干扰，在干扰消除后，发电机若能恢复到原来的稳定状态则是静态稳定的。,6.4.5有功调节与静态稳定,同步发电机动态稳定的概念,6/10,发电机在正常操作（如突然加、减负载等）或非正常运行（如电压突变、突然短路、失去励磁等）时，以及受到较大的参数变化或负载变化时，若仍能保持同步则是动态稳定的。,6.4.5有功调节与静态稳定,同步发电机静态稳定的判断,7/10,6.4.5有功调节与静态稳定,隐极发电机的比整步功率（整步功率系数）,8/10,单位：kW/rad,6.4.5有功调节与静态稳定,凸极发电机的比整步功率（整步功率系数）,9/10,6.4.5有功调节与静态稳定,同步发电机的过载能力,10/10,额定励磁电流下的最大电磁功率与额定功率之比,6.4.6无功调节与V形曲线,基本假设,1/4,电网无穷大（电压和频率都不变）忽略电枢绕组电阻（电磁功率等于输出功率）不考虑饱和的影响（同步电抗不变）调节无功的过程中保持有功不变（电磁功率和输出功率不变）,6.4.6无功调节与V形曲线,调节过程中的基本关系,2/4,6.4.6无功调节与V形曲线,调节励磁电流对无功的影响,3/4,6.4.6无功调节与V形曲线,V形曲线,4/4,电动机V形曲线,6.5.1运行状态转换6.5.2电压方程与相量图6.5.3功角特性与功率平衡,6.5.4运行特性6.5.5起动6.5.6同步补偿机,6.5同步电动机和补偿机,6.5.1同步电机运行状态的转换,发电机状态,1/3,6.5.1同步电机运行状态的转换,补偿机状态,2/3,6.5.1同步电机运行状态的转换,电动机状态,3/3,6.5.2电动机的电压方程与相量图,正方向规定（电动机惯例）,1/7,电磁转矩方向与转向相同时为正功率角为励磁电动势相量滞后于电压相量的角度,发电机惯例,6.5.2电动机的电压方程与相量图,功率因数角的含义,2/7,功率因数角定义为电流相量滞后于电压相量的角度当功率因数角为负值时，无功功率为负值，表明电动机向电网输出（滞后的）无功功率，或从电网吸收超前的无功当功率因数角为正值时，无功功率为正值，表明电动机从电网吸收（滞后的）无功功率,6.5.2电动机的电压方程与相量图,隐极同步电动机的电压平衡方程,3/7,6.5.2电动机的电压方程与相量图,凸极同步电动机的电压平衡方程,4/7,6.5.2电动机的电压方程与相量图,隐极同步电动机的相量图,5/7,6.5.2电动机的电压方程与相量图,凸极同步电动机的相量图,6/7,6.5.2电动机的电压方程与相量图,辅助电动势,7/7,6.5.3电动机的功角特性与功率平衡,功角特性,1/4,6.5.3电动机的功角特性与功率平衡,电磁转矩的功角表达式,2/4,6.5.3电动机的功角特性与功率平衡,功率平衡方程,3/4,6.5.3电动机的功角特性与功率平衡,转矩平衡方程,4/4,6.5.4.1工作特性6.5.4.2V形曲线,6.5.4同步电动机的运行特性,6.5.4.1同步电动机的工作特性,工作特性反映的关系,1/5,U=UN，If=C时的Tem=f(P2)IM=f(P2)=f(P2)cosM=f(P2),6.5.4.1同步电动机的工作特性,转矩特性,2/5,6.5.4.1同步电动机的工作特性,电流特性,3/5,6.5.4.1同步电动机的工作特性,效率特性,4/5,6.5.4.1同步电动机的工作特性,功率因数特性,5/5,6.5.4.2同步电动机的V形曲线,发电机V形曲线,6.5.5.1异步起动6.5.5.2辅助电机起动6.5.5.3变频起动,6.5.5同步电动机的起动,6.5.5.1异步起动,操作方法,1/4,在励磁绕组中串入一个约10Rf的电阻后短接；将定子绕组接到交流电网，异步转矩（由气隙磁场和转子起动绕组感生电流所产生）拖动转子加速；待转速接近同步转速时，切除励磁回路的限流电阻，同时加上励磁电流，由同步转矩牵入同步。,6.5.5.1异步起动,单轴转矩,2/4,6.5.5.1异步起动,单轴转矩的影响,3/4,6.5.5.1异步起动,起动性能指标,4/4,起动转矩Tst,名义牵入转矩Tpi,6.5.5.2辅助电机起动,操作方法,同步电动机轴上不带负载，励磁绕组开路；以一台辅助电动机（常用与同步电动机极数相同的异步电动机）拖动同步电动机，辅助电机容量约为同步电动机的1015%；待转速接近同步转速后，将同步电动机接到电源，加上励磁电流，同时切除辅助电动机的电源，让其自动牵入同步。,6.5.5.3变频起动,操作方法,起动加速过程中，功率消耗较小，功率因数较高；起动过程平稳；在同步速度下投入到电网，对电网及电动机本身都不存在冲击；需要变频电源，其容量由电机容量及起动时所带负载大小决定。,6.5.6同步补偿机,工作原理,1/5,相当于空载运行的同步电动机。励磁电流与电枢电流的关系对应于同步电动机V形曲线中Pem=0的那一条。,6.5.6同步补偿机,主要用途之一受电端补偿,2/5,将同步补偿机接到输电线路受端一次变电站的变压器二次侧。当要改善滞后的功率因数时，采用过励（进相）运行以吸收超前电流（或送出滞后电流）。当送电线路处于无负荷的充电状态时，为防止电网电压上升，补偿机采用欠励运行以吸收滞后电流。,6.5.6同步补偿机,主要用途之二中间补偿,3/5,在长距离的输电线路中，为了稳定电压，提高输电的稳定性，常在输电线路中间加同步补偿机。,6.5.6同步补偿机,同步补偿机的特点,4/5,常运行在过励状态，励磁电流较大，损耗也较大，通常根据过励状态时所允许的容量来确定额定容量。机械结构要求稍低，无轴伸，转轴可做得细些或降低材料要求。转子上有起动绕组，供异步起动用。,6.5.6同步补偿机,同步补偿机的特点（续）,5/5,由于没有过载和稳定性要求，且轴上部件所受机械应力低，因此允许其同步电抗稍大，可缩小气隙长度，减少转子用铜量，降低成本。为了提高材料利用率，减小体积，同步补偿机的极数较少，大型补偿机的冷却方式常常采用氢冷。,6.6.1对称分量法6.6.2相序方程6.6.3相序阻抗,6.6.4不对称稳态短路6.6.5不对称运行的影响,6.6同步发电动机的不对称运行,6.6.1对称分量法,不对称相量的分解（相量图表达）,1/7,6.6.1对称分量法,对称分量（相量图表达）,2/7,6.6.1对称分量法,旋转（120）算子,3/7,6.6.1对称分量法,对称分量（公式表达）,4/7,6.6.1对称分量法,有对称相量的分解（公式表达）,5/7,6.6.1对称分量法,分解算法,6/7,6.6.1对称分量法,对称分量法的理论基础,7/7,叠加原理,只能用于线性系统，对非线性系统应先作线性化处理后才能应用对称分量法。而对同步电机来说，铁心存在饱和现象，且交、直轴不对称，因此对称分量法只能得到一个近似结果。,6.6.2相序方程和等效电路,正序分量,1/3,假设电枢绕组是对称的,6.6.2相序方程和等效电路,负序分量,2/3,Z-是转子正向同步旋转，励磁绕组短路时，电枢绕组中流过的负序三相对称电流所遇到的阻抗。,6.6.2相序方程和等效电路,零序分量,3/3,Z0是转子正向同步旋转，励磁绕组短路时，电枢绕组中流过的零序三相对称电流所遇到的阻抗。,6.6.3相序阻抗,正序阻抗,1/10,隐极机,凸极机,6.6.3相序阻抗,负序阻抗的处理方法,2/10,电枢绕组中的负序三相对称电流产生反向旋转磁场，与转子的相对转速为ns，此时相当于s=2的感应电机。由于负序磁场的轴线与转子的直轴和交轴交替重合，所以Z-的值是变化的；工程上取交、直轴两个特殊位置对应数值的平均值。,6.6.3相序阻抗,负序直轴等效电路（忽略电阻）,3/10,为折算到定子侧的励磁绕组漏抗,为折算到定子侧的直轴阻尼绕组漏抗,6.6.3相序阻抗,负序直轴电抗（有阻尼绕组时）,4/10,（直轴超瞬态电抗）,6.6.3相序阻抗,负序直轴电抗（无阻尼绕组时）,5/10,（直轴瞬态电抗）,6.6.3相序阻抗,负序交轴等效电路（忽略电阻）,6/10,为折算到定子侧的交轴阻尼绕组漏抗,6.6.3相序阻抗,负序交轴电抗（有阻尼绕组时）,7/10,（交轴超瞬态电抗）,6.6.3相序阻抗,负序交轴电抗（无阻尼绕