大三上电工产品学同步电机

4.7三相异步电动机的选择4.4.1种类选择选择电动机的种类应首先使电动机满足生产设备的需求，然后再考虑结构、价格、可靠性、维修等方面的问题。异步电动机有鼠笼式和绕线式两种。

鼠笼式的优点明显多于绕线式，所以一般多选用鼠笼式三相异步电动机。

鼠笼式异步电动机具有结构简单，价格便宜，维修方便等优点，采用传统的调速方法起动，但调速性能较差，可以用于没有特殊要求（调速要求不严）的场合，比如各种泵、通风机、普通机床等设备上。

采用变频器提供的变频电源供电之后，鼠笼式异步电动机目前已达到良好的无级调速性能。

绕线式异步电动机的转子电路可以串电阻来改善其起动转矩和起动电流，但它的调速范围仍然不大，所以对一些要求起动转矩大且在一定范围内需要调速的生产机械，如起重机，可以采用绕线式电机，但绕线式电动机结构比鼠笼式复杂且价格较贵，维修也复杂。当这两种电机不能满足生产机械的要求时，才选用其他种类的电动机。对一些调速要求高的生产机械（数控机床、造纸机、电梯的开关门等），可以选用伺服电动机来拖动。4.4.2转速选择容量、电压相同的电机，转速不一定相同。由式（4-14）可知，额定功率相同时，转速越高，转矩越小，它的体积也越小，重量越轻，价格越便宜，经济指标也较高。转速越低的电机，转矩越大，价格越贵。

所以选用电动机的转速时，应该考虑实际需要及财力情况。一般情况下，较多选用1500r/min的电动机。4.4.3功率选择选择电动机的功率应尽可能使得电动机得到充分利用，以降低设备成本。电动机的额定功率应根据负载情况合理选择。负载情况包含两方面的内容：

一是负载的大小；

二是负载的工作方式，电动机有连续、短时、断续三种工作方式。1.

连续工作方式在负载恒定，连续工作的情况下，电动机的额定功率应等于或稍大于负载功率，如泵、通风机等。若选用的电动机额定功率小于负载功率，则电动机会出现过载现象。

若选用电动机的额定功率过大，则电动机的输出功率得不到充分利用，输出效率降低。因此，电动机的功率应按下式来选择：（4-21）

式中，PL为负载功率；η1为生产机械的效率；η2为电动机与生产机械之间的传动效率。直接连接时，η2=1；皮带连接时，η2=0.95。

［例4-5］一台三相异步电动机皮带拖动的通风机，通风机的功率为6kW，转速为1440r/min，效率为0.6，选择电动机的额定功率。［解］由于是皮带拖动，所以η2=0.95，则因而可选择11kW的电动机。2.短时工作方式电动机按给定时间工作，工作时间短，停机时间长，如水坝的闸门、机床的刀库等。为了充分利用电动机的容量，允许电动机短时过载，所以电动机的功率可以小于负载功率，但必须考虑电动机的过载能力。我国规定短时工作制的标准时间有10min、30min、60min、90min四种。有专门的短时工作制的电机，其额定功率和标准时间相对应。这种工作方式下的额定功率用下式计算Ku——安全系数λ——过载系数（4-22）3.

断续工作方式断续工作方式是指电动机重复短时工作，工作时间与停歇时间交替出现。我国规定的标准断续工作周期T为10min，其中包括工作时间t1和停歇时间t2。把工作时间与工作周期的比值称为持续率，即

标准持续率有15%、25%、40%和60%，如不特殊说明，则为25%。选择这类电动机的额定功率时，应该考虑电动机的负载持续率。专用于断续工作方式的异步电动机有YZ和YZR两个系列。

本章小结

电动机是将电能转换成机械能的旋转机械，主要由定子和转子构成。三相异步电动机按其结构可以分为鼠笼式和绕线式两种类型。三相异步电动机的工作原理是定子绕组通入三相电源后，在电机定子中产生旋转磁场，转子绕组切割旋转磁场的磁力线，并在闭合的转子回路中产生感应电流，转子在旋转磁场中受到作用力，产生电磁转矩，带动转子旋转。转子的转向取决于旋转磁场的方向，旋转磁场的方向受制于电源的相序。旋转磁场的转速又称为同步转速，同步转速n1与电源频率和磁极对数有关，计算公式为n1=60f1/p。电机转子的转速n小于同步转速n1，所以称为异步电动机，转差率

s=(n1-n)/n1。三相异步电动机定子端电压的有效值U1≈E1=4.44f1K1N1Φ，当外加电压U1不变时，旋转磁场的磁通Φ基本不变。与变压器原理相同，定子电流受制于转子电流。

转子感应电动势的有效值E2=4.44f2K2N2Φ=sE20,转子电流为功率因数为三相异步电动机的电磁转矩为

异步电动机的转矩特性和机械特性表达式分别为T=f(s)和n=f(T)，机械特性曲线分稳定区和不稳定区。电动机正常运行时，工作点在稳定区，电动机的转子电阻和电源电压都会影响电动机的机械特性。电动机有三个重要的转矩：

额定转矩最大转矩起动转矩

异步电动机的额定电压和额定电流是指定子上的线电压和线电流，额定功率是指轴上输出的功率。异步电动机有直接起动和降压起动两种起动方法。直接起动时，起动电流太大，所以对于大容量的异步电动机应该采用降压起动。起动要求：起动电流Ist≤（4～7）IN；起动转矩Tst≥(1.1～1.2)TL。一般鼠笼式异步电动机多采用Y-△、自耦变压器起动；绕线式异步电动机多采用转子串电阻起动。异步电动机的调速方法有变频调速、变转差率调速和变极调速，前两种可以实现无极调速，后一种只能实现有极调速。目前采用变频器进行调速已成为主流。异步电动机有机械制动和电气制动两种制动方法，机械制动采用电磁抱闸来实现，电气制动有能耗制动、反接制动和回馈发电制动三种。能耗制动所需时间较长，需要直流电源，但耗能少；反接制动只需要把定子绕组的相序改变就可以实现制动，转速接近零时必须切断电源，反接制动耗能较多，冲击大，但制动迅速；回馈发电制动不需改变电源的相序，也不需直流电源，它把势能转化为机械能，机械能又转化为电能回馈给电网，在这个过程中，转子转速大于同步转速，电动机处于发电制动的状态。

电动机应尽量选择鼠笼式异步电动机，转速越高越经济，转速越低则转矩越大。一般选用1500r/min的电动机。电动机的功率是一个非常重要的参数，应该在合理地计算后选择。某异步电动机的技术数据如下：PN=35kW，UN=380V，fN=50Hz，nN=2980r/min，ηN=85%，cosφN=0.88，Y型接法。求定子线电流、输入功率和额定转差率。一台三相异步电动机，其技术数据PN=3kW，UN=220/380V，IN=11/6.37A，nN=2860r/min，ηN=0.823，Ist/IN=6.5，Tst/TN=1.8，Tm/TN=2.2，工频。求：（1）电机的极对数；（2）额定功率因数；（3）额定转差率和额定转子频率；（4）当电源电压为220V时，采用Y-△起动的起动电流和起动转矩。思考题与习题4-1异步电动机的定子和转子铁心为什么要用硅钢片叠成？定子与转子间为什么要有很小的气隙？

4-2试简述异步电动机的工作原理，电动机的转向由什么决定?4-3什么是转差率？①s=0；②s=1；③0＜s＜1；④s＞1这四种情况下电机各处于什么工作状态？4-4异步电动机稳定运行时，电源电压突然升高，电动机的转矩、转速和定子电流如何变化？

4-5异步电动机的定子与转子之间没有直接电的联系，为什么负载转矩增加后，定子绕组的电流也要增大？

4-6三相异步电动机缺相时能否起动？为什么？如果在运行中断了一根相线，能否继续运行？为什么？这两种情况对电机有何影响？

4-7如果把额定接法为Y型的电动机误接成△型，或把额定接法为△型的电动机误接成Y型，将会产生什么后果？4-8绕线式异步电动机能不能使起动转矩等于最大转矩？采取什么方法实现？

4-9变极调速为什么是无极调速？变频调速时，电动机的同步转速有何变化？

4-10异步电动机的起动性能有那些要求？有哪几种降压起动的方法？各自的特点是什么？

4-11一台异步电动机的技术数据如下：PN=35kW，UN=380V，fN=50Hz，nN=2980r/min，ηN=85%，cosφN=0.88，Y型接法。求定子线电流、输入功率和额定转差率。4-12异步电动机的电源频率为工频，转速为960r/min，求电动机的磁极对数、转差率、转子电流频率。

4-13Y250M—4型电动机，UN=380V，PN=55kW，nN=1480r/min，fN=50Hz，Tm/TN=2.2，Ist/IN=4.0，Tst/TN=2.0，ηN=93.1%，cosφ=0.88，Y型接法。求：（1）额定转矩；（2）额定转差率；（3）最大转矩；（4）起动转矩；（5）直接起动时的起动电流。4-14一台三相异步电动机，其技术数据PN=3kW，ηN=0.823，UN=220/380V，IN=11/6.37A，nN=2860，Ist/IN=6.5，Tst/TN=1.8，Tm/TN=2.2，工频。求：（1）电机的极对数；（2）额定功率因数；（3）额定转差率和额定转子频率；（4）当电源电压为220V时，采用Y-△起动的起动电流和起动转矩。

4-15某车间的三相电源的电压为380V，有一台四极三相异步电动机，PN=90kW，IN=164.3A，nN=1480r/min，cosφN=0.89，Tst/TN=1.9，Ist/IN=4.0，Tm/TN=2.2。

（1）若要求起动转矩不小于额定转矩的0.8倍，应采用哪种方法起动?求此时的起动电流；（2）电机额定运行时，求轴上能输出的最大转矩。4-16一台四极三相异步电动机在工频下工作，UN=380V，IN=139.7A，sN=0.013，P1=81kW，TL=483.95N·m，求：（1）电机的额定转速；（2）额定输出功率；（3）效率；（4）功率因数。电动机——把电能转换为机械能补偿机——没有有功功率的转换，只发出或吸收无功功率发电机——把机械能转换为电能

同步电机运行状态，主要取决于定子合成磁动势与转子磁动势之间的夹角。同步电机的运行状态同步发电机的基本构造

同步电机一般采用旋转磁极式结构，根据磁极形状可分为隐极和凸极两种型式。

凸极同步电机气隙不均匀，适合于中速或低速旋转场合。隐极同步电机不考虑齿槽效应时，气隙均匀，适合于高速旋转。汽轮机同步发电机励磁机火电厂(heat-engineplant)的生产现场汽轮发电机结构国产300MW汽轮发电机外形结构图1.定子(stator)机座(baseframe)、端盖(endclosure)、定子铁心(statorcore)和定子绕组(statorwindings)等。大型汽轮发电机定子铁心槽汽轮发电机完工后的定子汽轮发电机结构发电机定子（1）机座和端盖机座的作用：固定和支撑定子铁心及定子绕组等部件，通过机座将整个定子安装、固定在基础上。机座内部有冷却风道。汽轮发电机机座一般采用钢板焊接而成。对机座的要求，除安装、运输方便外，还需要有足够的强度和刚度。正常和故障时能承受可能发生的最大应力，保证不产生过度的变形。汽轮发电机结构端盖的作用:保护定子和转子的端部，使电机内形成一个与外界隔绝的风路系统。一般用钢板焊接结构，也可采用灰铸铁或硅铝合金铸件，中等容量的电机端盖也有采用玻璃钢压制的。有足够的刚度。大型同步电机，由于端部漏磁通较大，所以固定端盖的螺栓宜加以绝缘，以防止漏磁通引起的涡流流过螺栓使其发热。（1）机座和端盖汽轮发电机结构汽轮发电机结构

定子铁心由0.35mm、0.5mm厚度的电工钢片叠成。各段叠片间有宽约10mm的通风槽，以改善定子铁心散热。定子外径较小时，采用圆形冲片，外径大于1m时，采用扇形冲片，目的是减少漏磁，防止涡流引起过热。定子铁心两端用非磁性材料压板将其压紧，将整个铁心固定在定子机座上。沿定子铁心内圆表面的槽内放置三相定子绕组。（2）定子铁心

（2）定子铁心（3）定子绕组也称电枢绕组，一般采用双层三相对称绕组。大型电机定子电流极大，绕组导线截面大。为减小导体集肤效应带来的附加损耗，定子绕组常由多股截面15平方毫米以下的扁铜线并绕而成，且沿槽长进行适当的换位，使绕组的有效部分，有时甚至连同绕组的端接部分，成为编织形。汽轮发电机的电压较高，要求定子绕组有足够的绝缘强度，一般采用B级或F级绝缘。汽轮发电机结构2．转子汽轮发电机结构转子组成转子铁芯励磁绕组阻尼绕组风扇功能：传递原动机供给的机械能、支撑旋转的励磁线圈、形成良好的磁通路径和转子散热通道，因此对转子结构、材料和加工工艺要求较高。发

电

机

转

子（1）转子铁心既有良好导磁性能，又有足够机械强度和刚度，最关键部件之一。一般采用优质合金钢锻制，铁心上开有两组对称的槽，槽与槽之间的部分称为齿，有两个齿特别宽称为大齿，其余的叫小齿。小齿嵌放励磁线圈，大齿形成磁极。大型电机为了加强转子表面冷却，大齿区也开有一些较小的槽并不安放线圈，只作通风用，这种槽称为通风槽。汽轮发电机结构转子铁心

大型两极汽轮发电机转子，当长度与直径的比值较大时，为了减小倍频振动的影响，常在大齿部分沿轴向每隔一定距离开有径向月牙槽，使大齿方向与小齿方向的刚度尽可能接近。有的电机在大齿开有槽，内装阻尼绕组(dampingwindings)，阻尼绕组构成自行短接的半鼠笼结构，用来改善发电机的稳定运行。（1）转子铁心汽轮发电机结构转子铁心结构（2）励磁绕组汽轮发电机结构由矩形绝缘扁铜线绕成同心式线圈，两线圈边分别放在大齿两侧所开的槽内，所有线圈串联。励磁绕组构成电机直流回路，通过电刷与外电路连接。各线圈匝间有绝缘，对地也有绝缘。（3）护环和中心环汽轮发电机转子绕组的端部在高速旋转中将承受巨大的离心力，并在通过励磁电流时产生热膨胀，造成径向和轴向位移．护环用来套在转子绕组端部外面，防止径向位移，而中心环则用来阻止轴向位移。为了避免因护环偏心引起的振动以及不对称运行或异步运行时因转子表面感应电流引起配合面上的电灼伤，要求护环与转子本体、护环与中心环之间有较紧密的配合。汽轮发电机结构转子绕组的通风口护环中心环风扇汽轮发电机转子外形汽轮发电机结构一种短路绕组，大型电机有。由放在槽楔下的铜条和转子两端铜环焊接成闭合回路。作用：在同步发电机短路或不对称运行时，利用其感应电流来削弱负序旋转磁场作用；发电机振荡时起阻尼作用，使振荡衰减。阻尼绕组5.其他部件滑环与电刷：将直流电引入到转动的励磁绕组。滑环或称集电环，一般用耐磨的锻钢制成，表面进行硬度处理，加工完的滑环表面要求光洁。汽轮发电机一般采用石墨或电化石墨电刷。虽然每种电刷以石墨粉作为主要原料，但是含量和工艺的不同，在导电率、比重、硬度、强度、伏安特性等方面有不同的性能。为使两滑环磨损均匀，在运行中要定期改变滑环的极性。汽轮发电机结构5.其他部件电刷放在刷盒内，刷盒内有弹簧给电刷一个均匀的压力，以防止电刷正运行时发生振动，使其与滑环间保持有良好的滑动接触。风扇：电机内部通风冷却．一般装在转子两瑞，当发电机运行时，风扇随转子而转动，使冷却气体流过线圈和铁心，带走热量。汽轮发电机结构冷却系统封闭，冷却介质循环使用。常用的冷却介质有空气、氢气和水。冷却方式有：空气冷却；水-氢-氢，定子绕组用水冷却，转子绕组采用氢内冷，定子铁心为氢冷；水-水-氢，定子绕组和转子绕组用水冷却，定子铁心为氢冷。氢气密度仅为空气的1/4，导热性比空气好6倍，冷却效果好。汽轮发电机的冷却方式隐极式同步电机的转子发电机总装凸极式同步发电机

用途：多用于水轮发电机。

一般水轮发电机转子长度L和定子内径D之比为0.125-0.07。

（a）立式水轮发电机(b)卧式水轮发电机(c)灯泡贯流式水轮发电机水轮发电机的三种结构形式

1.定子水轮发电机结构

机座定子铁心定子绕组定子铁心：扇形硅钢片叠成。铁心在叠装过程中将每层扇形片间接缝错开。厚度30~60mm留出一冷却风道。铁心固定在机座内圆支持筋上，机座外壳与铁心外圆之间留有通风道。铁心内圆均匀分布有槽，槽内放置定子绕组。定子绕组：水轮发电机极数较多，每极每相槽数较小。

1.定子水轮发电机结构水轮发电机定子分段铁心2.转子凸极式，直径大，轴向长度相对较短，整个转子呈扁盘形。带阻尼绕组的凸极同步机转子

水轮发电机结构三峡电站发电机转子(1100t)

重792t、直径为16.9m的1、2＃发电机转子葛洲坝大江电厂主发电机2.转子水轮发电机结构

转轴励磁线圈转子支架磁轭磁极2.转子水轮发电机结构大中型采用空心，高强度钢锻造而成。转轴1-1.5mm钢板冲片叠成。磁极采用绝缘扁铜线绕制，套装在极上。励磁绕组2.转子水轮发电机结构

装在极靴部位，减少并联运行时转子振荡的振幅，中小容量电机磁极铁心是整体的，一般无阻尼绕组。阻尼绕组

磁轭是磁路的一部分，磁极固定在其圆柱表面，磁轭和转子间用支架支撑。磁轭与支架2.转子水轮发电机结构导轴承：约束轴线位移和防止轴摆动，承受径向力。推力轴承：承受转动部分全部重量及轴向推力，水轮机关键部件。

轴承磁极与磁轭的连接凸极同步电机的转子磁极与转子绕组水轮发电机也有滑环、电刷、风扇以及相应的冷却装置。三峡电站发电机定子机座外径达21.4米，在工厂制造完成后，分数瓣运至工地，吊入机坑焊接拼装。SNnIf三相同步发电机的基本工作原理

同步发电机基本工作原理：导体切割磁力线感应电动势。转子：转动的部分，转子上有磁极和励磁绕组，产生磁场。定子（电枢）：固定的部分，定子铁心上有齿和槽，槽内设置有绕组，是切割磁场的导体。气隙：定转子之间有气隙。三相同步发电机的基本工作原理

定子：有三相定子绕组，每相结构完全相同，它们在空间上互差120°电角度对称分布放置在定子铁心槽内。转子：有p对磁极，磁极上有直流励磁绕组，当直流电流通过电刷和滑环流入转子绕组后，产生主磁通，主磁通由N极经气隙，定子铁心，再经气隙进入S极，构成主磁路。同步电机与异步电机的根本区别是旋转的转子通入直流电流励磁转子通直流电流If励磁磁场Bf电枢感应电势随转子旋转角速度ωSNnea三相对称负载运行时旋转基波磁势Fa三相对称电枢电流iabc(同步电机)ebecIf三相同步发电机的基本工作原理

１、同步发电机的基本工作原理大小：频率：

励磁绕组通入直流电流后建立恒定磁场，原动机拖动转子以转速旋转时，其磁场切割定子绕组而感应交流电动势.相序：由转子的转向决定。U2U1W2V1W1V2发电机的物理过程可用图示表示三、额定值

1、额定功率(kW)输出的额定功率发电机：电功率；电动机：机械功率2、额定电压(V)：定子绕组额定线电压3、额定电流(A)：定子绕组额定线电流4、额定转速

(r/min)：额定运行时的转子转速5、额定功率因数Cos：额定工况下发电机的功率因数6、励磁电压（V）和励磁电流(A)

同步发电机在转速保持恒定、负载功率因数不变的条件下，有三个主要变量：定子端电压、负载电流、励磁电流。三个量之中保持一个量为常数，求其它两个量之间的函数关系就是同步发电机的运行特性。2、负载特性：当,CosΦ=const时,五种基本特性：1、空载特性：当=0时，

5、短路特性：当=0时，

3、外特性：当,CosΦ=const时，4、调整特性：当,CosΦ=const时,同步发电机的运行特性同步发电机的空载特性同步发电机空载特性曲线的测定同步发电机达到同步转速后，加入励磁电流，改变励磁电流，空载电势也随之改变。1、励磁电流由零升至最大值2、励磁电流由最大值降为零由于铁磁材料磁滞的原因,空载电势略有不同，一般取下降得空载特性曲线上升下降同步发电机外特性和调整特性

外特性时Cos(-φ)=0.8Cosφ=1调整特性：Cosφ=1Cosφ=0.8Cos(-φ)=0.8同步电动机

大功率同步电动机与同容量的异步电动机相比，同步电动机的功率因数高，在运行时，不仅不使电网的功率因数降低，而且能够改善电网的功率因数。

同步电动机一般都作成凸极式的，为了能够自起动，在转子磁极的极靴上装起动绕组。同步电动机不带机械负载运行时，可以作为同步补偿机使用，它可以改善电网的功率因数，调整电网的电压。同步电动机的起动

同步电动机自起动转距为零。同步电机定子通入三相对称电流，在气隙内产生转速为n1的旋转磁场，转子通入直流励磁产生N、S极，定子前后半周对转子磁极的作用力相反，产生的平均转距为零，无法自起动。1、异步起动:

采用感应电动机工作原理.在转子极靴上加装起动绕组（发电机称为阻尼绕组），起动时，励磁绕组不能开路（以免产生过大的感应电势，击穿绝缘），亦不能直接短路（对起动不利），需串入阻值约为10倍的电阻。当异步起动使转子转速上升，转接近同步速，加入直流励磁，进入同步电机运行状态。

同步电机的起动

2．变频起动：

起动时定子电流频率较低，同步转速也较低，使平均电磁转距不为零。解决方法：正常励磁超前欠励滞后过励不稳定区EUI过励EUI欠励电动机同步补偿机（调相机）

同步补偿机，也称同步调相机，是一台不带机械负载的同步电动机，专门用于发出（吸收）无功功率。一、两种运行方式1.过励：为过励时，领先于，吸收容性无功功率，即发出感性无功功率。2.欠励：落后于，吸收感性无功功率。二、用途

1．受控补偿

（1）当负荷较大时，为了改善功率因素，同步补偿机应过励运行。（2）当电网负荷很轻时，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，同步补偿机应运行在欠励状态，吸收电网中多余的无功功率。2、中间补偿

（2）当时对稳定有利，因为，角减小，稳定提高（1）（3）当保持原过载能力时，输送的功率将增大。（4）中间加补偿机相当于线路的减小，提高了稳定性或增加输出。三、特点1、因不带机械负载，补偿机转轴可以比细.2、由于没有稳定问题，可较大，使得气隙较小，励磁也较小，转子用铜量少.3、额定容量对应过励而言.4、存在起动问题，一般利用异步起动，加起动绕组。四、说明1、水电站在枯水期间，水轮发电机可作调相运行2、在同时有水轮机和汽轮发电机的电网，丰水期间，水轮发电机发有功功率，汽轮发电机作调相机运行。无限大电网：电网的容量相对于并联的同步发电机容量来说要大得多，如果对并联在电网上的同步发电机进行有功功率和无功功率调节时，对电网的电压和频率不会有什么影响。无限大电网的特点是端电压和频率均可认为是恒定的。同步发电机的理想条件:并联运行通常是指同步发电机与无限大电网并联运行。就是发电机的端电压和频率与电网完全相等.同步电机并网运行的理论基础同步发电机并联运行同步发电机并联运行的优点：1.电能的供应可以互相调剂，合理使用。2.增加供电的可靠性。3.提高供电质量：电网电压和频率能保持在要求的恒定范围内。4.系统愈大，负载就愈趋均匀，不同性质的负载互相起补偿作用。5.联成大电力系统，有可能使发电厂的布局更加合理并联合闸的条件和方法

一、条件：

并联投入时，避免产生大的电流冲击和转轴受到突然的扭矩。并联合闸必须满足四个条件：1.发电机频率等于电网的频率（各国电网频率大致有两种：50Hz或60Hz，我国为50Hz）2.发电机的电压幅值等于电网电压的幅值，且波形一致3.发电机的电压相序与电网的电压相序相同（发电机相序决定于原动机的转向，一般是固定的）4.在合闸时，发电机的电压相角与电网电压的相角一样二、方法：

1.准确同步法：将同步发电机调整到符合并联条件后进行并网操作，分为暗灯法和旋转灯光法两种。(1)暗灯法：电网与同步发电机之间的三相并联开关两侧接灯泡，称相灯，若三相相灯同明同暗，说明相序正确；当三组相灯同时熄灭时，表示电压差，即可并网合闸。暗灯法接线和向量图当不满足并网条件时，暗灯法所见的现象a.频率不等：相灯将呈现同时暗、同时亮的交替变化现象，说明发电机与电网的频率不同，需调节原动机转速从而改变发电机频率。b.电压不等：三个相灯没有绝对熄灭的时候，而是在最亮和最暗范围闪烁，需调节励磁电流从而改变发电机的端电压。c.相序不等：三个相灯明暗呈交替变化状态，说明发电机与电网的相序不同,需对调发电机或电网的任意两根接线。d.相角不等：三组相灯不同时熄灭，不能合闸并网，需微调节转速。(2)灯光旋转法：此方法比暗灯法容易实现并网操作，一个相灯熄灭时，另两个相灯亮度一样；另外可根据灯光旋转方向判断频率大小。旋转灯光法接线图有功功率和无功功率的调节（一）有功功率的调节

发电机空载运行时，原动机输入的功率用来平衡各种损耗，此时，定、转子磁极轴线重合，它们之间只有径向力而无切向力，所以，在功角特性的0点上。

可见，并联于无穷大电网的同步发电机要调节有功功率输出，只需调节原动转矩。在功率极限角范围内，输入转矩越大，有功功率输出就越大。静态稳定：指并联在电网上稳定运行的同步发电机，当受电网或原动机方面某些微小扰动时，能在这种干扰消失后，继续保持原来稳定运行状态的能力。在a点运行时电机具有静态稳定的能力。若干扰使功角δ增大到a′点，Pem和Tem增大，迫使电机减速，功角δ变小，电机回到a点。干扰使功角δ减小时，有同样结论。所以a点称为稳定运行点。而b点为不稳定运行点，分析略。静态稳定的判据：比整步功率(kW/rad)对汽轮发电机，比整步功率为在电机稳定区域内，越大，电机稳定增长性越好。（二）无功功率的调节相量分析1.正常励磁2.过励磁3.欠励磁

发电机运行时，定子电流和励磁电流是运行人员主要监视的两个物理量，这两个量关系到定子绕组和励磁绕组的温度，又牵涉到功率因数的超前或滞后以及运行的稳定性问题。

并联于无穷大电网的同步发电机，保持有功功率不变时，表示电枢电流和励磁电流的关系曲线称为“V”形曲线。

对于一个给定的有功功率输出就有一条V形曲线，有功功率越大，曲线向上移，因此可是以得到一簇“V”形曲线。正常励磁超前欠励滞后过励不稳定区发电机EUI过励EUI欠励同步电机的可逆原理

同步电机的运行是可逆的，既可以用作发电机，还可以用作电动机。

同步电机运行于发电机状态时，如图所示。

转子磁极轴线超前定子合成磁极轴线，δ>0，电机把机械能转变成电能。

逐步减少发电机的输入功率，转子将瞬时减速，δ角减小，相应的电磁功率也减少。

当发电机的输入功率只能满足空载损耗时，发电机处于空载运行状态。

继续减少发电机的输入功率，则δ和Pem变为负值。卸动原动机，电机从电网吸收功率满足空载损耗，成为空转的电动机。电机轴上加上机械