肃博字 Wuhan University 6.2同步发电机的运行原理 重点内容 间步发电机电枢反应的概念 ◆电枢反应电抗,同步电抗(直物同步电机,交物同 步电加的概念 +原极发电机负载运行分析及其相量图 凸极发电机的负载运行分析及其相量图
6.2 同步发电机的运行原理 重点内容 Ø同步发电机电枢反应的概念 Ø电枢反应电抗，同步电抗(直轴同步电机，交轴同 步电机)的概念 Ø隐极发电机负载运行分析及其相量图 Ø凸极发电机的负载运行分析及其相量图
6.2.1同步发电机的空载运行 空载运行:当原动机带动发电机在同步转速下运行, 励磁绕组通过适当的励磁电流,电枢绕组不带任何负 载时的运行情况。 基波励磁磁动势 当励磁绕组中通入直流电流后,产生随转子一起 旋转的磁动势,称为励磁磁动势。因为它随转子一起 转动,从定子上看,它也是一个旋转磁动势,所以同 电枢绕组磁动势的分析方法一样
6.2.1 同步发电机的空载运行 一、基波励磁磁动势 空载运行：当原动机带动发电机在同步转速下运行， 励磁绕组通过适当的励磁电流，电枢绕组不带任何负 载时的运行情况。 当励磁绕组中通入直流电流后，产生随转子一起 旋转的磁动势，称为励磁磁动势。因为它随转子一起 转动，从定子上看，它也是一个旋转磁动势，所以同 电枢绕组磁动势的分析方法一样
1、凸极电机的励磁磁动势 f+a N引F1=kF oo⑧)⑧ 励磁绕组放置在磁极两边槽里,磁极中间不放绕组 以使磁极磁动动势波形接近正弦,每极磁势最大幅值 为F=N’通过实际总槽数Z2与沿转子表面开的等距槽 的总槽数Z2的比值查表得k
励磁绕组放置在磁极两边槽里，磁极中间不放绕组 以使磁极磁动动势波形接近正弦，每极磁势最大幅值 为 ，通过实际总槽数 Z 2与沿转子表面开的等距槽 的总槽数 Z 2的比值查表得 。 1 2 F Ni f = f f f k 1、凸极电机的励磁磁动势
肃博字 Wuhan University 2、隐极电机的励磁磁动势 +A A I'6 A O a z34043 z21 3元
2、隐极电机的励磁磁动势
基波励磁磁动势空间矢量 +A +A A o②) 丌 2 =0 空间参考轴选择定子A组绕组轴线+A处,该处 为a=0,基波励磁磁动势用空间向量表示向量长度 等于基波磁动势的副值向量位置为基波磁动势正波 幅所在位置,向量以同步角速度a逆时针方向转动
空间参考轴选择定子A组绕组轴线+A处，该处 为α =0，基波励磁磁动势用空间向量表示,向量长度 等于基波磁动势的副值,向量位置为基波磁动势正波 幅所在位置，向量以同步角速度ω逆时针方向转动。 二、基波励磁磁动势空间矢量 二、基波励磁磁动势空间矢量
肃博字 Wuhan University 三、基波气隙磁密空间矢量 1、隐极机: 气隙均匀,当铁心不饱和时,气隙磁密与磁动势成 正比,基波磁动势产生正弦波磁密,再不考虑磁铁的 磁滞涡流效应下,磁密波的相位和磁动势波的相位相 同 2、凸极机: 气隙不均匀,即使铁心不饱和,气隙中产生的磁密 大小与磁动势大小不成正比,正弦的基波励磁磁动势 产生的磁密波是非正弦分布的,磁密波还要分解基波 和一系列谐波,基波磁密和基波磁动势仍然同相位
三、基波气隙磁密空间矢量 1、隐极机： 气隙均匀，当铁心不饱和时，气隙磁密与磁动势成 正比，基波磁动势产生正弦波磁密，再不考虑磁铁的 磁滞涡流效应下，磁密波的相位和磁动势波的相位相 同。 2、凸极机： 气隙不均匀，即使铁心不饱和，气隙中产生的磁密 大小与磁动势大小不成正比，正弦的基波励磁磁动势 产生的磁密波是非正弦分布的，磁密波还要分解基波 和一系列谐波，基波磁密和基波磁动势仍然同相位
肃博字 Wuhan University 四、定子相绕组的感应电动势、时间相量 气隙磁密B旋转切割定子三相绕组,定子绕组感应 随时间正弦变化的电动势,用时间相量来表示。由于空间 坐标选A相绕组轴线+A为参考轴,所以时间相量也分析A 相,感应电动势效值用E表示。E0=444NWk1① +A A B =0 E 1F及B均与+A轴重合,A相绕组的有效边处于极间磁密为 零处,A相绕组感应电势瞬时值为零,即E在+时间轴的投 影为零
四、定子相绕组的感应电动势、时间相量 1、 及 均与+A轴重合， A相绕组的有效边处于极间磁密为 零处， A相绕组感应电势瞬时值为零，即 在+j时间轴的投 影为零 。 Ff 1 E0 B0 气隙磁密 旋转切割定子三相绕组，定子绕组感应 随时间正弦变化的电动势，用时间相量来表示。由于空间 坐标选 A相绕组轴线+A为参考轴，所以时间相量也分析 A 相，感应电动势效值用 表示。 E0 B0 0 10 4.44 E fNk = ΦN
2、A相绕组边处于磁极中心线,磁密最大,A相绕组 感应电动势瞬时值为正最大。 +A E OlIN +ASO F 结论:F及在空间参考轴+A上初相位ao与A相时间 相量v0在时间参考轴订的初相位E之间存在一定关 系,即:vao-90度,此关系适合任意时刻o
结论： 及 在空间参考轴+A上初相位α0与A相时间 相量ψ0在时间参考轴+j的初相位 之间存在一定关 系，即：ψ0= α0 -90度，此关系适合任意时刻。 Ff 1 B0 E0 2、A相绕组边处于磁极中心线，磁密最大，A相绕组 感应电动势瞬时值为正最大
肃博字 Wuhan University 相轴 时 直轴 直轴 (d轴)F
肃博字 Wuhan University 五、时空相一矢量图 将空间矢量图参考轴+A与时间相量参考轴+重合 在一起,构成时间空间相量图,即时空相矢量图 tA,ti 十A+j B E C=0 Fe B 注意:时间相量与空间矢量的物理意义截然不同,放在 起无实际意义,只是为了方便找出向量的相对位置
五、时空相—矢量图 注意：时间相量与空间矢量的物理意义截然不同，放在一 起无实际意义，只是为了方便找出向量的相对位置 将空间矢量图参考轴+A与时间相量参考轴+j重合 在一起，构成时间空间相量图，即时-空相矢量图