第7章同步电机的运行原理

1、8.1.1 同步电机的主要结构图图8-3 8-3 同步电机的转子结构同步电机的转子结构 1、汽轮发电机结构 （1）定子铁心思考：定子铁心为什么要用0.5mm的硅钢片叠裝？（2）定子绕组2 2、水轮发电机结构、水轮发电机结构(1)(1)立式水轮发电机立式水轮发电机(2)(2)卧式水轮发电机卧式水轮发电机(3)(3)转子结构转子结构10000kw10000kw水轮机转子水轮机转子NUNINP310cosNNNNIUP3310cosNNNNNIUP3NfpfnNN600EaIaIaI0E0E0EaI0E =0 =0 时的电枢反应时的电枢反应aI0EaI0EqdaIII.cossinaqadIIIIa

2、I0EdI0EqIqIdIcossinaaqaadFFFF090000900f0EaFaaEaEaaaXI jEaXa EaI XI jEafIfF00EaFaaEE隐隐 极极 发发 电电 机机 的的 电电 磁磁 过过 程程aaaXI jE XI jEa EaaRIaI asaaaaaaaXI jXXI jXI jXI jEE)()( XXXasaXsX图图8-7 8-7 同步电机磁路同步电机磁路aFsinaadFFcosaaqFFadFadaqFaqadaqadEaqE.aqdaqaddadXI jEXI jEdadadadIFEqaqaqaqIFEdXqXXXXXXXaqqaddadXaq

3、XfIfF0qIdIadFaqFadaqadEaqE0E凸凸 极极 发发 电电 机机 的的 电电 磁磁 过过 程程 EaaRIaI E.0.UEEEa0EUaIaRsjX等值电路 saXI jUE00EaI0EUUaI cossin1UUXItgsa220)sin()cos(saXIUUE0EadFaqFUEEEEaqad 0 XI jXI jXI jUEaaqqadd0 XI jXIjXI jEqdaqqddXI jXI jUE00EaIqdddqqddqdddXI jXI jXI jXI jUXI jXI jE0qaqdqqdqqqddXI jUXIIjUEXI jXI jUXXI jE)

4、()(00即0EUqaXI jaIcossin1UUXItgqaddXIUEcos0UqqXI jddXI j0EdIqI1nn )(0fIfE 0aI0EffIfF)(0fIfE )(ffFf00/ffIIk 25. 11 . 1 k1nn fIkI)(fkIfI skXI jE00UkaII 图图8-17 8-17 空载特性与短路特性空载特性与短路特性 图图8-18 8-18 三相短路时的相量图三相短路时的相量图 0EdkXI jE0kI0E0EfIkIfIkIdX1ffiI101kdsIEXX或1kI01E2kI2kNdIUXdqXX65. 02fi*000001ddNNNfkffffk

5、fNkcxkxIUkEUkIIIIIIIIk1nn aIcosNaII fUf i图图8-19 8-19 同步发电机零功率因数特性同步发电机零功率因数特性 图图8-20 8-20 纯电感负载时相量图纯电感负载时相量图aIXIaOBABBCABC xxp）（10. 105. 1CBaIBAXxxp）（3 . 11 . 1NddITCXX饱和值或图图 8-228-22 图图 8-238-231nn fIcos图图8-24 8-24 同步发电机外特性曲线同步发电机外特性曲线%1000NNUUEU同步发电机的同步发电机的 并联运行并联运行UUU1UUU10U132VASAGCGBSCSBGGS 3电网

6、GSSAUSBUSCUGBUGAUGCU1U2U3U暗灯法接线和向量图暗灯法接线和向量图 (b)(b)Uf1f1PmpFepMPFemCupppPP21adpCuMpPP2输入输入功率功率P1输入输入功率功率P1机械损机械损耗耗pmec附加损附加损耗耗pad机械损机械损耗耗pmec附加损附加损耗耗pad铁损铁损pFe铁损铁损pFe电磁功电磁功率率Pem电磁功电磁功率率Pem定子铜损定子铜损pcu1定子铜损定子铜损pcu1输出功输出功率率P2输出功输出功率率P2同同 步步 发发 电电 机机 有有 功功 功功 率率 的的 流流 程程 图图 sinsincoscos)cos(cosaaaaMmUIm

7、UImUImUIP隐极同步发电机的相量图隐极同步发电机的相量图cossinsaXIUsincos0saXIUEsasaXUEIXUIcossinsincos0 sin1)cos(sin1cossin002sssMXUEmXUEmUXmUP（8-28）0EMP励磁电流下 一定时，改变励磁一定时，改变励磁 电流电流 ，若，若 ， 则则12 fiMP12ffii09001800090009001800MP122fi1fi请比较请比较 和和 的大小的大小1fi2fisMXUEmP0maxsin101sMXmUEPTsincossinsincoscos)cos(cosdqaaaaMmUImUImUImU

8、ImUImUIPcossin0UEXIUXIddqqddqqXUEIXUIcossin0图图8-37 8-37 凸极同步发电机的相量图凸极同步发电机的相量图 图图8-38 8-38 凸极同步发电机的功角特性曲线凸极同步发电机的功角特性曲线 2002sin)11(2sinsincoscossinMMdqddqMPPXXUmXUEmXUEmUXUmUPMP MP0EdqXX/1/1 121012sin)11(2sinTTXXmUXmUEPTdqdM UEEa0f0E0EUf0EUUmax1MPP 常数或常数sincos02sMaXUEmPmUIPm、U、sX常数常数sincos0EIa1aIUcos图图8-42 8-42 不励磁时同步发电机的相量图不励磁时同步发电机的相量图 coscoscoscosamUIP saXI jEU0UaIUaI UaIsaXI jEU0aIqqddXI jXI jEU02sin)11(2sin20dqdMXXUmXUEmP 图图8-468-46凸极同步电动机凸极同步电动机 图图8-47 8-47 同步电动机的同步电动机的 的功角特性曲线的功角特性曲线 磁阻转矩磁阻转矩00E2sin)11(2