7同步发电机之同步电抗

而在其中感应出电势 及 E ad。由E于aq交
轴及直轴的磁阻都恒定不变，所以 正比E于ad ， 正ad比于Eaq ，因此F，ad
.
.
E ad j I d X ad
.
.

E aq j I d X aq

和隐极电机一样，直轴和交轴电枢反应 电抗各和定子漏抗相加，便可以得到直 轴同步电抗和交轴同步电抗，即
X d X ad X

X q X aq X

注意：在直轴磁路上，由于气隙小，磁阻
小， 于气
所以 隙很
大X，ad
较大。在交轴 磁阻大，所以
磁路
X aq
上， 较小
由 。
当直轴及交轴的同步电抗相等时，就是
隐极电机。
2-3 同步电抗的概念
一、隐极同步电机
1、基本漏磁电抗 x' 槽部漏磁通
定子漏磁通
端部漏磁通
电枢绕组产生
•
•
Eσ = -j I x σ
2、电枢反应电抗
I
∝
a
F
Φ ∝
∝
a
a
E a
大小:
E
∝Φ
∝F
∝I
a
a
a
a
得到: E
∝I
a
a
相位: 所以:
I ,F
,Φ
同相位
a
a
a
E
滞 后Φ

90
}
a
a

E
滞
后
电
枢
电
流I 9 0
a
a
•
•
= - E a
j Ia x a
x ----电枢反应电抗 a
3、同步电抗
在
顶
子
绕
组
中
的
总
: 电 势 动 为
•
•
•
•
•
•
+ = - + = - + = - E a
Eσ
x a
x σ)
jI x t
x
= t
(x
+ a
x
) σ
---同步电抗
电枢反应电抗意义：
二、凸极同步电机：
凸极同步电机的特点就是气隙分布不均匀。这 样我们就不能用分析隐极式同样的方法来分析 凸极同步电机的电抗。在凸极电机中，极面下 气隙较小，两极之间气隙较大。
很显然，由于直轴处的气隙比交轴处小， 故直轴磁导比交轴磁导大。这样，同样大 小的电枢磁动势作用在直轴和交轴上时， 所产生的电枢磁场将有明显的差别。而不 同的磁阻将对应着不同的电抗。
式中 Xs Xa X 称为隐极同步电机的 同步电抗。
这样同步发电机在负载下，电枢反应磁通及漏 磁通所产生的作用，可以通过同步电抗压降的 形式来表示了。
同步电机在正常状态下工作，磁路略呈饱和。 磁路的饱和程度越高，它的磁阻便越大，所对 应的电抗便函越小。所以 X a 或 X s 的大小是随 着磁路饱和程度的改变而改变的。
对电机的影响：①发电机的端电压； ②同步发电机的稳定性。
13.2 同步电抗的概念
同步电抗是同步电机中一个极为重要的参 数，它的大小对同步电机的性能有很大 影响，因此在未具体研究同步电机性能 以前，先对同步电抗的概念作一介绍。
13.2.1 隐极同步电机：
隐极同步电机有一个特点就是定转子之间 的气隙是均匀分布的。下面我们就来分 析他的电抗。
轴
电
枢
反
应
电
抗
大小： x
>x
;x
(隐 ) > x
(凸 ) > x
( 凸 )；
ad
aq
a
ad
aq
隐 极 机 ：x
=x
=x
;
ad
aq
a
凸极机的同步电抗：
①直轴： xd xad x ，有饱和值和不饱和值之分；
②气交隙轴大：xq xaq x ，无饱和值和不饱和值之分，因
大小比较：隐极机： xt xd xq 凸极机： xd xq
.
.
E j I a X
所以在三相对称电流通过电枢绕组后， 所产生的匝链定子绕组的磁通为（ a
），两者在电枢绕组中所产生的全部电 势为
.
.
.
.
E a E ( j I a X a j I a X )
.
.
j Ia(Xa X ) j Ia Xs
已知： .
.
Ea j Ia Xa
其中的 X a称为电枢反应电抗。在同样大 小电流情况下,如X果a 越大，电枢反应 电势也越大，表示着电枢磁势所产生的
电枢磁通很强。因此X a 的大小可以说 明电枢反应的强弱。
当然，电枢电流除了产生主磁通外，还要 产生一定的漏磁通，由于漏磁通也会. 交 链电枢绕组，所以对应产生电动势 E
所以，在这里，我们将磁动势 Fa 分解成沿
直轴和交轴方向的两个分量。
Fad Fa sin
Faq Fa cos
直轴电枢磁势固定地作用在直轴磁路上，
对应于一个恒定不变的磁阻，产生磁通。
ad 交轴电枢磁势固定地作用在交轴磁路，
也对应于一个恒定不变的磁阻，产生磁
通 。磁通aq 与 a分d 别切aq割定子绕组
①反应了电枢反应作用的强弱；
②有饱和值和不饱和值之分，很大。
二、凸极同步电机
根据双反应理论：

I




I d Fad ad E ad j I d xad




I q Faq aq E aq j I q xaq
x ad
直
轴
电
枢
反
应
电
抗
x aq
交