电机学第五版课件汤蕴璆编著-第6章3同步发电机的电压方程、相量图和等效电路

同步发电机的电压方程、相量图和等效电路电机学6.3-6.4电机学2隐极同步发电机情况凸极同步发电机情况本节内容电机学3隐极同步发电机情况前提：不考虑饱和●基本电磁关系●电压方程式●相量图●等效电路●同步电抗的物理意义电机学4隐极同步发电机的基本电磁关系转子主极：定子电枢：fIIfF00EaFaaEEEUEaaRIUEEE0电机学5隐极同步发电机的电压方程式aaRIUEEE0IFEaaaaaXIjE011044.4wkfNjEXIjEsajXRIUE0asXXX其中：同步电抗电枢反应电抗不计饱和电压方程saaXRXX电机学6隐极同步发电机的相量图sajXRIUE0asXXX其中：0UIaRIsXIj0E00关系：内功率因数角：功率角：功率因数角：三个角度：电机学7隐极同步发电机的等效电路sajXRIUE0asXXX其中：0UIaRIsXIj0E～0EUaRXaXEaEEIsXjXRIUEEEEaa0电机学8隐极同步发电机相量图的求解方法0UIaRIsXIj0E方法一：利用电压方程式；方法二：利用几何关系。caobd,sin,cosUobUacsaIXbdIRoaodoccd　　　　　　22220sincossaIXUIRUEasIRUIXUcossinarctan00已知：U,I,φ,Ra,Xs求：E0,δ电机学9电枢反应电抗的物理意义sajXRIUE0asXXX同步电抗：以上物理量都是定子绕组一相的值；Xa：对称负载下单位电流感应的电枢反应电动势；aEaaFCBAIII、、aaIXjEXa：综合反映了三相对称电流所产生的磁动势对一相的影响；Xa：相当于感应电机中的激磁电抗Xm。电枢反应电抗电机学10凸极同步发电机情况前提：不考虑饱和●双反应理论●基本电磁关系●电压方程式●相量图●等效电路●直轴与交轴同步电抗的意义电机学11气隙对磁导的影响AR0气隙磁阻：AR01，气隙磁导：0A：单位面积上的气隙磁导隐极极凸dq电机学12凸极同步发电机的电枢磁场d轴q轴FadBadFaqBaqBad1Baq1ψ0=90°ψ0=0°电机学13双反应理论●电枢磁动势Fa的位置取决于ψ0。●当Fa既不在直轴、也不在交轴，而位于任意位置时，可把Fa分解为直轴分量Fad和交轴分量Faq，分别求解直轴电枢反应和交轴电枢反应，两者叠加，在不计饱和时就可得到一般情况下凸极同步电机的电枢反应。00cossinaaqaadFFFF电机学14ad凸极同步发电机的基本电磁关系转子主极：定子电枢：fIIfF00EaFadEEUEaaqadRIUEEEE0adFaqFaqaqEE电机学15凸极同步发电机的电压方程式aaqadRIUEEEE000cossinIIFEIIFEqaqaqaqdadadad不计饱和时：addadXIjE直轴电枢反应电抗aqqaqXIjE交轴电枢反应电抗电机学16凸极同步发电机的电压方程式aaqadRIUEEEE0qqddaXIjXIjRIUE0—交轴同步电抗—　　　—直轴同步电抗—其中：aqqaddXXXXXX例6-1电机学17I凸极同步发电机的相量图00cossinIIIIXXXXXXqdaqqadd其中：qqddaXIjXIjRIUE00UaRIqqXIjddXIjdIqI0E现在的问题：如何确定ψ0？电机学18凸极同步发电机的相量图00cossinIIIIXXXXXXqdaqqadd，　　　，其中：qaqdqaqddqqddaqddQXIjRIUXIIjRIUXXIjXIjXIjRIUXXIjEE0为了确定ψ0，画出相量图，定义一个虚拟电动势：qqddaXIjXIjRIUE0I0UaRIqXIjqddXXIj与E0同相QE0EdIqI电机学19凸极同步发电机相量图的标量求解方法I0UaRIdIqIqXIjqddXXIjQE0EqddqaXXIIXUIRUE220sincos0aqIRUIXUcossinarctan00sinIId电机学20凸极同步发电机的等效电路qaQXIjRIUE～QEUaRqXII0UaRIdIqIqXIjQE电机学21直轴与交轴同步电抗的意义qqddNXNX2121，Φad(Λad)Φaq(Λaq)Φσ(Λσ)Φσ(Λσ)addaqqqdaqadaqadXXXX电机学22同步电机参数的比较电机定子漏抗电枢反应电抗直轴同步电抗交轴同步电抗基本关系大小关系隐极机XσXaXsXsXs=Xd=Xq=Xσ+XaXsXσRa凸极机XσXadXaqXdXqXd=Xσ+XadXq=Xσ+XaqXdXqXσRa