文档介绍：►本章重点:
(1)同步电机的工作原理
(2)同步发电机的基本方程式和电磁关系
(3)发电机的并网运行
►本章难点:
(1)时-空矢量表达方法
(2)凸极电机的双反应理论
第六章同步电机
三相同步发电机的运行特性
第六章同步电机
空载和负载时同步发电机的磁场
隐极同步发电机的电压方程、等效电路
凸极同步发电机的电压方程、相量图
三相同步发电机的功率和转矩
同步发电机与电网的并联运行
三相同步电机的工作原理及结构
V1
V2
W2
W1
U1
U2
N
S
同步电机的工作原理及结构
定子
+
Uf
-
If
转子
励磁
绕组
1. 三相同步电动机
定子
旋转磁场。
转子
直流磁极。
转子转速
同步
60 f1
p
n = ns=
一、同步电机的工作原理
V1
V2
W2
W1
U1
U2
N
S
同步电动机中的磁通势
定子——电枢。
电枢旋转磁通势 Fa
转子旋转磁通势 F0
气隙旋转磁通势 F
N
S
S
N
ns
ns
δ
电枢反应
—— Fa 对 F 的影响。
N
S
S
N
电动机状态
ns
ns
理想空载状态
F0
Fa
F
δ
功角
同步电动机中的感应电动势
V1
V2
W2
W1
U1
U2
N
S
F0
Fa
F
δ
F0
电枢三相
绕组中感应
E0
F
电枢三相
绕组中感应
E1
E0 在时间上滞后于 E1δ角
F0 在空间上
滞后于Fδ角
-E0 在时间上滞后于- E1δ角
2. 三相同步发电机
励磁机
→F0
旋转的 F0 和Φ0
E0
原动机
电枢三相
绕组中感应
S
N
n0
N
S
n0
δ
发电机运行
N
S
S
N
n0
n0
理想空载状态
V1
V2
W2
W1
U1
U2
N
S
F0
Fa
F
δ
A、B、C三相绕组结构完全相同,空间分布互差120°电角度。实现三相电势对称,三相电压对称。
动画
三相同步发电机空载运行时
电枢(定子): I1 (Fa ) = 0
转子每极磁通: Φ0
空载电动势: E0 = f1 kw1 N1Φ0
或
电枢相电压: U0P = E0
电枢线电压(Y 形联结):
E0 = - f1 kw1 N1Φ0
U0L =√3 E0
E0 的频率:
f1 =
pn
60
如果: f1 = 50Hz,则: pn = 3 000
三相同步发电机负载运行时
电枢旋转磁通势 Fa
转子旋转磁通势 F0
气隙旋转磁通势 F
同步电动机中的感应电动势
V1
V2
W2
W1
U1
U2
N
S
F0
Fa
F
δ
F0
电枢三相
绕组中感应
E0
F
电枢三相
绕组中感应
E1
E0 在时间上超前于 E1δ角
F0 在空间上
超前于Fδ角
3. 三相同步电机的可逆运行
N
S
S
N
ns
ns
δ
电动机状态
N
S
S
N
ns
ns
理想空载状态
S
N
ns
N
S
ns
δ
发电机运行