同步电机直流电机知识点整理

1同步电机1.汽轮机：隐极式（高速，气隙均匀）；水轮机：凸极式（低速，气隙不均匀）。2.时间相量（一相）：E，U，I，φ；空间矢量（整个三相电枢或者主极作用）：F,B。时空矢量图的前提：时间相量和空间矢量变化频率一致。3.发电机：转子磁场超前；交轴分量滞后Ff1；-90ºφ90º，δ0。电动机：定子磁场超前；交轴分量超前Ff1；90ºφ270º，δ0。电枢反应决定了能量的传递方向。4.过励：去磁作用；电枢电流滞后电流，输出感性无功功率；欠励：磁化作用；电枢电流超前电流，输出容性无功功率，吸收感性无功功率。5.凸极同步发电机的分析方法：双反应理论6.隐极sx：①与转子绕组无关（定子磁场并不切割转子绕组，无相对运动）②只有定子电流为对称电流（空气隙磁场为圆形旋转磁场）时，Xs有意义。7.漏抗：电枢漏抗和差漏抗漏磁通（影响U）：槽漏磁通（集肤效应→铜耗↑）和端部漏磁通（涡流，发热）8.①不饱和同步电抗：ksdIExx'0②空载特性将向下弯曲:磁路存在饱和现象③用曲线1和2求出的电抗是不饱和的：在测定短路特性时，由于空气隙中的磁通密度甚低，磁路始终处于不饱和状态（→短路特性曲线是一条直线），曲线1和2处于不同的饱和状态。④同步电抗：abcaUxIxNsNs*9.短路比是指空载时使空载电动势有额定值的励磁电流/短路时使短路电流有额定值时的励磁电流（有额定励磁电流时的短路电流/额定电流）NkfkfokIIIIk0，（kk大，sx小，负载变化时电压变化小，稳定度高；气隙大，造价高,过载能力大。）210.漏抗x测量：①空载特性曲线、零功率曲线→电抗三角形②抽出转子法：比实际值大保梯电抗px：空载特性曲线、零功率曲线。汽轮机：pxx；水轮机：pxx）（3.1~1.111.转差率实验：所测得的同步电抗Xd和Xq均为不饱和值。12.同步电机外特性：在感性负载和纯电阻负载时，外特性下降（电枢反应的去磁作用和漏抗压降）；在容性负载且内功率因素角超前时，电枢反应的增磁作用和漏抗电压上升引起，外特性可能上升。电压变化率：%100%0NNUUEU13.并联运行条件：①发电机频率等于电网频率；②发电机电压幅值等于电网电压幅值；③发电机的电压相序与电网相序相同；④在并网时，发电机的电压相角与电网电压相角一样。否则：在发电机绕组中产生环流，引发发电机功率振荡，增加运行损耗，运行不稳。14.准确整步法：⑴灯光熄灭法（黑暗法）①若灯光闪烁，表明f不同②若灯光旋转，表明相序不同⑵灯光旋转法（可以看出发电机的f比电网高还是低）①若灯光旋转，表明f不同自整步法：操作简单，方便快捷，无复杂装置，但合闸时定子电流冲击稍大，适用与事故状态下的快速并步。15.隐极sin0XESUP；过载能力（最大功率与额定功率之比）NMsin1K（气隙↑mNsKx）。16.凸极sin2qd2qdsin20XXXXUUPXES）（，第一项基本电磁功率，第二项附加电磁功率，只与电网电压U有关。Pmax在45ºδ90º。17.⑴调节原动机输入的机械功率，既改变P（改变δ），也改变Q。只改变Q，调节励磁电流（维持U不变）。只改变P，调节输入功率和励磁电流（维持n不变）。⑵有功电流产生的电磁转矩有原动转矩的性质，拖动着转子旋转。无功电流不产生转矩，电网电压保持不变，电动机端电压也就不变，调节转子励磁电流只会引起无功电流相应的变化。18.同步发电机发出P时，电枢反应一定存在交轴分量。19.静态稳定：0cos0SMMXUEddPP。图：过原点的反抛物线，左端稳定，右端不稳定。⑴短路比：短路比较大时，发电机过载能力较大，负载引起的端电压变化较小，短路比小时，发电机短路电流较小，电压调整率较大，稳定性差；⑵过励/欠励：有功功率相同，过励状态功角小，故稳定性好；⑶轻载/满载：发电机励磁电流相同时，最大电磁功率相同，轻载时功角比满载时功角小，故轻载稳定性好。320.同步发电机的V形曲线向右倾斜，说明输出为纯有功功率时，输出功率增大的同时，必须相应地增加励磁电流。21.不对称运行时，同步发电机的空气隙磁场为一椭圆形旋转磁场。22.正序电抗：正序旋转磁场；负序电抗（转子绕组为一短路绕组）：负序旋转磁场，相当于S=2的异步发电机；零序：脉动磁场，合成磁场为零，数值较小，只产生漏磁通，具有漏抗性质。X+X-X0。零序电阻就是电枢绕组的每相电阻。23.两相短路测定负序电抗。III*K(3)*K(2)*K(1)。XXX*0*-**0*K(1)EI3；XX*-**0*K(2)EI3；X**0*K(1)EI24.磁链不变原则：在没有电阻的闭合回路中，磁链将保持不变。25.突然短路：在转子励磁绕组中产生直流分量，抵消定子电流中的对称交变分量所合成的圆形旋转磁场在励磁绕组中产生的直流磁链，以保持励磁绕组磁链不变。26.'dx：在短路初瞬，由于磁链不变原则，短路电流所产生的电枢反应磁通不能通过转子铁芯去键链转子绕组，被挤到转子绕组外侧的漏磁路中去了。定子短路电流所产生的磁通所经路线的磁阻变大，即此时限制电枢电流的电抗变小，使突然短路初始瞬间有较大的短路电流。这个限制电枢电流的电抗就是直轴瞬态电抗。（电枢反应的磁通是由三相交流电共同激励产生的。）27.''dx：当转子上装有阻尼绕组时，则因阻尼绕组也为闭合回路，它的磁链也不能突然改变。同理，在短路初始瞬间，电枢磁通将被排挤在阻尼绕组之外。即电枢磁通将依次经过空气隙、阻尼绕组旁的漏磁路和励磁绕组旁的漏磁路。这时，磁路的磁阻更大，与之相应的电抗将有更小的数值。28.同步电机电抗的大小比较：⑴不饱和同步电抗饱和同步电抗：从空载-零功率因数曲线可以看出，磁路不饱和使得曲线下弯，则磁导大，即不饱和同步电抗大；⑵直轴同步电抗交轴同步电抗：直轴气隙小，则磁阻小，磁导大，即直轴同步电抗大；⑶保梯电抗漏抗：实际零功率因数曲线和理论零功率因数曲线相比，前者的总磁阻大于后者（为了获得同样的气隙磁通，必须加大励磁磁动势），因此前者曲线比后者更下倾一些，由此得出的电抗三角形中代表'XIN（与XIN相对应）的线段要更长一些，故'XINXIN⑷直轴瞬态电抗超瞬态电抗。因为在考虑有阻尼绕组时，电枢反应磁通被挤到阻尼绕组和励磁绕组之外的漏磁路中，而在无阻尼绕组时电枢反应磁通在励磁绕组外穿过，显然后者大于前者。⑸交轴瞬态电抗=交轴同步电抗。因为在交轴上没有励磁绕组。29.在不用阻尼绕组而由整块铁芯起阻尼作用的隐极式电机中，气隙均匀，Xd和Xq近似相等。在有阻尼绕组的电机中，阻尼绕组在直轴所起的作用较在交轴所起的作用为大，故Xq就较Xd略大。30.0，短路绕组的轴与交轴重合发生短路（短路电流为纯感性，无直流分量）。t=T/44时，最高冲击电流和周期性电流的起始振幅相等。31.max，短路绕组的轴与直轴重合发生短路（短路电流有直流分量，作用是保持短路绕组中的磁链不能突变。其初始值=交流分量初始值）。t=T/2时，最高冲击电流是周期性电流的起始振幅的2倍。这时一种最不利的突然短路的情况，它将导致最大可能的冲击电流。32.在短路故障中，绝大多数是线对中点和线对线的短路，即不对称短路；三相对称短路发生的几率较小。直流电机1.励磁方式（接线）：⑴他励式，另一个独立的直流电源供给励磁；⑵自励式①并励，电压相等；②串励，电流相等；③复励，一个串联，一个并联；积复励：串联绕组与并联绕组产生的磁动势方向相同；差复励：方向相反。长分接法：先将串联绕组与电枢绕组串联，再与并联绕组并联；短分接法：先并后串。㈢永磁式。2.电机的线圈数S=换向片数K=虚槽数Ze；总导体数N=2CNcZ=2NcZe。单叠绕组：a=p；单波绕组：a=1。3.直流电机定子绕组中通入直流产生的气隙磁场（不随时间变化的恒定磁场），其分布一般为平顶波；电枢绕组中电流一般是交变的。4.电刷间的电动势为直流，但电枢导体的感应电动势是交变的。5.交轴电枢对电机运行的影响：①电枢反应的去磁作用将使每极磁通略有减少（这是由于磁路饱和）；②电枢反应使极面下的磁通分布不均匀。6.电枢进入极面的磁极极尖为前极尖；电枢离开极面的磁极极尖为后极尖。发电机：前极尖削弱，后极尖增强；电动机：前极尖增强（电枢反应），后极尖削弱。7.自励发电机的电压建立条件：①电机磁路有剩磁，磁化曲线有饱和现象；②励磁绕组接法和电枢旋转方向配合正确；最初的微小励磁电流必须能增强原有的剩磁，才能使感应电动势逐渐加大(改变电枢旋转方向和电枢绕组与励磁绕组间的相对连接)；③励磁回路的总5电阻应小于发电机该转速时的临界电阻。（不同转速将有不同的临界场阻）。8.电压建立过程：当电机旋转后，电机中的剩磁会在电机电枢绕组中感应出一较小电压，该电流时并励绕组中流过的电流电压建立过程：当电机旋转后，电机中的剩磁会在电机电枢绕组中感应出一较小电压，该电流时并励绕组中流过的电流，该电流产生的磁场方向应该与剩磁方向相同，使电机磁场相加，这样在电枢绕组中感应出更大的电压，该电压又使励磁电流增加，如此，直至电压回路与磁路回路电压平衡，处于图中磁化曲线与场阻线相交点处，该电流产生的磁场方向应该与剩磁方向相同，使电机磁场相加，这样在电枢绕组中感应出更大的电压，该电压又使励磁电流增加，如此，直至电压回路与磁路回路电压平衡，处于图中磁化曲线与场阻线相交点处。9.并励发电机的外特性分析：电流增加段，电流拐点区域，电流下降段。⑴并励发电机的电压变化率要比他励发电机的大。⑵它有一个负载电流的最大值，且稳态短路电流并不很大，出现了一个拐点。这时由于一方面当负载电阻减小，使负载电流增大，端电压下降。另一方面负载电阻减少后端电压下降，使励磁减少，导致气隙磁通和电枢电动势下降，这会使负载电流有下降的趋势。因此负载电阻减少对负载电流的影响，可以看成是上述两种因素的综合。①电流增加段：当端电压较高励磁电流较大时，电机磁路一般处于饱和状态，励磁电流变化对感应电动势影响不大，这时前一种因素占优势，故当负载电阻减小时负载电流将增大；②电流下降段:当电流增大至临界值Icr（拐点）以后，端电压较低励磁电流较小时，电机磁路退出饱和，后一种因素占优势，即端电压下降比负载电阻减少的更快，故当负载电阻减小时负载电流将减小；③当电枢直接短路时，端电压为零，励磁电流为零，电枢电流仅由剩磁电动势产生，因此短路电流不会很大。10.并励电动机运行时，磁回路切不可断路，否则“飞车”；（Φ↓至微小剩磁→感应电动势↓→电枢电流↑）串励电动机运行时，不允许空载运转，也不能带很轻负载。（励磁电流和电枢电流很小，气隙磁通很小→n↑，超速导致电机损坏）11.负载为轻载时，电动机转速将迅速上升，直至加速到危险的高值，造成飞车；重载时，电磁转矩克服不了负载转矩，电机可能停转，此时电流很大，达到起动电流。12.串联励磁电动机接到额定电压不变的交流电源上，不能产生恒定的电磁转矩：因为接到交流电源上时，电流方向改变时，励磁绕组接法和电枢旋转方向配合不一致，使感应电动势逐渐减小，电压不能建立。13.直流电动机稳定运行条件：0dndT（负载为恒转矩负载）14.直流电机调速方法：eaaaCURrIUn2)(；①调节励磁电流以改变每极磁通；②调节外施电源电压U；③电枢回路中引入可调电阻Ra。15.直流电机转向改变方法：⑴他励直流电动机：①改变励磁电流fI；②调换电动机正负极，改变B的方向；⑵并励直流电动机：①改变电枢绕组；②改变电枢绕组与励磁绕组间的相对连接。