电气工程基础—系统篇2013-2014-2.ppt

凸极机电枢反应磁通的磁路 直轴电枢磁导 交轴电枢磁导 复习与预习 理解如何根据电磁感应原理建立同步发电机的等效电路与数学模型 练习题（呼唤第1组的小伙伴）：一台三相隐极式同步发电机，由试验测得同步电抗Xd = 7.5Ω，每相励磁电动势为7.5kV，忽略电枢电阻，试求下列几种情况接入三相对称负载时的电枢电流值： （1）每相负载为7.5Ω电阻； （2）每相负载为7.5Ω感抗； （3）每相负载为(7.5-j7.5) Ω电阻、容抗负载。 下节课程内容：2.2 变压器的数学模型，请尝试采用电磁感应原理来理解变压器的工作原理 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 电气工程基础—系统篇2013-2014-2 任课教师：褚晓东 Email：chuxd@sdu.edu.cn Tel.:(office)电力系统模型：物理系统的数学抽象 电力系统模型：物理系统的数学抽象 第2章 电力系统各元件的数学模型 同步发电机 变压器 输电线路 负荷 电流的磁效应 任何通有电流的导线，都可以在其周围产生磁场的现象，称为电流的磁效应；非磁性金属通以电流，可产生磁场，其效果与磁铁建立的磁场相同 直线电流的磁场 环形电流的磁场 采用右手定则（安培定则） 判断磁场方向 S N 螺线管电流的磁场 电磁感应原理 总结五个典型实验，可得如下结论：不管什么原因使穿过闭合导体回路所包围面积内的磁通量发生变化，回路中都会出现电流，这种电流称为感应电流 在磁通量增加和减少的两种情况下，回路中感应电流的流向相反 感应电流的大小则取决于穿过回路中的磁通量变化快慢：变化越快，感应电流越大；反之，就越小 实验一：闭合导体回路与磁棒之间有相对运动时，可引起电磁感应现象 实验二：闭合导体回路和载流线圈间有相对运动时，亦可引起电磁感应现象 实验三：闭合导体回路中有电流强度可改变的载流线圈时，同样可引起电磁感应现象 实验四：闭合导体回路和载流线圈间相对静止，但磁铁棒相对于它们运动，也可引起电磁感应现象。 实验五：闭合导体回路在均匀磁场中运动，也能够引起电磁感应现象 电磁感应原理 感应电动势 当闭合导体回路所包围面积的磁通量变化时，此回路中就出现感应电流，这意味着该回路中必定存在电动势，这种直接由电磁感应现象所引起的电动势叫做感应电动势 在任何电磁感应现象中，只要穿过回路的磁通量变化，回路中就一定有感应电动势产生 若导体回路是闭合的，感应电动势就会在回路中产生感应电流；若导线回路不是闭合的，回路中仍然有感应电动势，但是不会形成电流 电磁感应原理 法拉第电磁感应定律 通过回路中的磁通量发生变化时，在回路中产生的感应电动势的大小与磁通量随时间的变化率成正比 楞次定律 闭合回路中感应电流的磁场总是反抗回路中磁通量的变化 2.1 同步发电机的数学模型 同步电机的基本构造型式 磁极旋转式：以电枢为定子，磁极为转子 电枢旋转式：以磁极为定子，电枢为转子，应用于小容量同步电机 磁极旋转式同步电机 定子：又称为电枢，定子的内圆均匀分布着定子槽，槽内嵌放着按一定规律排列的三相交流绕组 转子：转子铁心上装有成对磁极，磁极上绕有励磁绕组，通以直流电流时，会在电机的气隙中形成极性相间的分布磁场，称为励磁磁场，也称主磁场 气隙：处于电枢内圆和转子磁极之间，气隙的厚度和形状对电机内部磁场的分布和同步电机的性能具有重要影响 2.1 同步发电机的数学模型 隐极式（磁极旋转式）同步电机 转子上没有凸出的磁极，沿着转子圆周表面有许多槽，槽中嵌放着励磁绕组 在转子表面约1/3部分没有开槽，构成所谓大齿，是磁极的中心区 在大容量高转速汽轮发电机中，转子圆周线速度很高，为了减小转子本体及 转子上各部件所承受的离心力，大型汽轮发电机的转子通常为细长的隐极式圆柱体 2.1 同步发电机的数学模型 2.1 同步发电机的数学模型 凸极式（磁极旋转式）同步电机 转子上有明显凸出的成对磁极和励磁线圈，当励磁线圈中通过直流励磁电流后，每个磁极出现一定的极性，相邻磁极交替为 N 极和 S 极 由于水轮发电机机的转速较低，要发出工频电能，发电机的极数就比较多，做成凸极式结构工艺上较为简单 2.1 同步发电机的数学模型 电枢反应 电枢磁动势的基波在气隙中所产生的磁场称为电枢反应 磁动势是电流流过导体所产生磁通量的势力，反映了电流的磁效应 电枢磁动势是由电枢