同步电机并联运行.ppt

因正比于，而励磁磁势又正比于励磁电流，所以开路特性曲线与电机的磁化曲线在形状上完全相同。开路特性主要有两个用处：（1）开路特性可以反映出电机设计是否合理。如同前面所分析的情况一样，额定电压应位于开路特性开始弯曲的部分，例如图中的A点，这样才比较经济合理。（2）同步电抗是同步电机中一个极为重要的参数，同步电机的许多性能由它所决定。开路特性配合短路特性可以求出同步电抗。第30页，讲稿共60页，2023年5月2日，星期三。同步发电机的空载特性曲线可用计算方法得到，也可用实验方法测得。由于存在磁滞现象，实验时励磁电流在所测的最大点和最小点之间必须向一个方向从依次递减或从小到大依次递增，不能半途插补漏测点。测得数据所绘制的是一条磁滞回线。通常用得较多的是以通过原点的校正曲线来作电机的空载特性如图线“1”所示，图中虚线为其气隙线（不饱和）。用标幺值表示为——空载电压为额定值时的励磁电流为一条过点（1，1）的曲线。当磁路线性时，第31页，讲稿共60页，2023年5月2日，星期三2.短路特性：当同步发电机运行于，电枢三相绕组持续稳态短路（即U=0）时，称为短路运行。如改变它的励磁电流，三相短路电流也随之而改变。短路特性就是研究这两个量之间的变化关系，曲线。如果略去电枢电阻，并将代入上式可以得到：电枢是纯电感电路，短路电流滞后于电势90电角度，所以产生的电枢反应是直轴去磁效应。此时电机内的磁通很弱，磁路是不饱和的，磁通正比于Ｉf所以同步电抗为一个常数。第32页，讲稿共60页，2023年5月2日，星期三正比于，而又正比于，（不饱和）所以正比于，因此短路特性是一条通过原点的直线，第33页，讲稿共60页，2023年5月2日，星期三三相短路时，由于滞后于90电角度，即ψ=90°，因此在凸极电机中，短路电流全是直轴分量，而交轴分量为零。所以和隐极电机一样，凸极同步电机在三相短路时，由于电枢磁势的直轴去磁作用，使电机中磁通小，磁路也不饱和，所以式上式中的也是一个常数。同步发电机在三相稳态短路时，由于短路电流所产生的电枢磁势对主磁极去磁，减少了电机中的磁通及感应电势，使短路电流不致过大，所以稳态的三相短路是没有危险的。第34页，讲稿共60页，2023年5月2日，星期三3.由开路及短路特性求取同步电抗：设短路时励磁电流为，在短路特性曲线上可查得对应的短路电流同时，由于磁路线性，则又可在空载特性的气隙线上查得对应励磁电流时的空载励磁电势由于磁路不饱和，所以为不饱和同步电抗经验公式第35页，讲稿共60页，2023年5月2日，星期三所谓零功率因数特性指：在，=恒定值、=0的条件下，电压和励磁电流的变化关系§17.4.零功率因数特性由于同步电机是在电感负载下运行，而电机本身的阻抗也是电感性的，因此，电势和电流之间夹角ψ=90°，所以电枢反应是纯粹的直轴去磁效应。此时的相量图如图所示。第36页，讲稿共60页，2023年5月2日，星期三§17.4.零功率因数特性同步发电机在电感负载下运行，磁极磁势补偿了电枢反应去磁磁势后，剩余部分在电机气隙内产生磁通。当励磁电流增加时，磁路能逐渐饱和，电压上升逐渐缓慢，使曲线弯曲，实际上，零功率因数特性曲线的形状与开路特性曲线颇为类似。当U=0时的情况:在开路特性上，U=0时，；而在零功率因数曲线上，U=0时，。为什么在零功率因数曲线上，电压为零时，励磁电流不为零呢？第37页，讲稿共60页，2023年5月2日，星期三这是因为：（1）零功率因数特性是在I为定值条件下得到的，由于绕组中流过电流，产生漏抗压降，所以需要一定励磁电流，以产生电势来平衡此漏电抗压降。（2）零功率因数曲线是在纯电感负载下得到的，从图右以看出，此时的电枢反应是一个纯粹的去磁作用，所以还需要一定的励磁电流来抵消此电枢反应去磁作用的影响。电枢反应去磁磁势所需的励磁电流§17.4.零功率因数特性第38页，讲稿共60页，2023年5月2日，星期三称为特性三角形，它的垂直边是定子漏抗压降，水平边是电枢反应去磁磁势，这两边都正比于电枢电流，因此在电枢电流一定时，此特性三角形的大小不变。所以当特性三角形的B点在开路特性上移动时，A点的轨迹就是零功率因数特性。