同步发电机电枢反应资料
13-2 同步电机的电枢反应
Iq
I
Id
I d I sin
I q I cos
I Id Iq
二、凸极发电机的电动势相量图
Ead jI d X ad Eaq jI q X aq
I Id Iq
r E E0 Ead Eaq U I (R jX S ) E0 jI d X ad jI q X aq
I d X q I q X q IX q
U IR j ( I d I q ) X q U IR jIX q
Eq
jI d X q
jIq xq
IXq
而:
E0 U IR jI d X d jI q X q
E0 Eq jI d ( X d X q )
假设 Eq E0 ,用 Eq 代替 E0 ,得到其等效电 路。
Eq 和 E0 同相位,但 Eq< E0 ,
R
I
U
jX q
Eq
E0 Eq U IR jIX q
等效电路
本章作业
S13-3 X13-14 X13-15
X13-16
思考:同步电抗
IR
x c的物理意义是什么?
U
同步电抗XC代表由电枢电流引起的总电抗, 包括电枢漏电抗XS和电枢反应电抗Xa
I
隐极式发电机的相量图(分析外特性用)
E0 U IR jIX C U IZ C
E0
jI X C jI X C
90
纯电阻负载
同步发电机电枢反应
当ψ角为不同值的电枢反应
位置 Ψ=00 Ψ=900 Ψ=Ψ=-900
00<Ψ<900 -900<Ψ<00
Fa
F f Fa
夹角
Fa 记作
电枢反 应性质 交轴
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
对电机的影响
波形 畸变 削弱 增强
Ψ=
q轴 d轴 d轴 d 、q 轴 d 、q 轴
Ψ+900
Fδ
n(f) 下降
不变 不变 下降 下降
U 不变 下降 上升 下降 上升
.
q轴 A轴 轴 轴
E0 A
.
Fa Fδ
Y C
I
.
A
Ψ+90 Ψ+90
0
d轴 轴
Ff
.
A
N
E 0C
. I
C
. I
S
X
B
E0B
Z B
交轴电枢反应
5
内功率因数角Ψ=900 内功率因数角
时轴
.
q轴 A轴
E0A
.
Y
C
IC
ψ
. .
d轴
Ff
IA
.
A
N
Z B
S
Fa
X
E 0C
.
IB
E 0B
直轴去磁电枢反应
6
内功率因数角 内功率因数角Ψ=-900
大小
位置
转速
励磁磁 正弦 恒定,由励 由转子位 由原动机的 势 波 磁电流决定 置决定 转速决定 电枢反 正弦 恒定,由电 由电流瞬 由电流的f 应磁势 波 枢电流决定 时值决定 和P决定
3
三个角
准备工作
电枢反应
S
B C
X
=0°,定子电流产生的电枢磁场对转子载流导体产生 的电磁力对发电机转子起制动作用,使发电机转速下降。
A
2.电感性负载
E 0
M
Z n
N
Y
-
2
0
N A相
2
t
B
S
C
X
I
B相 b
C相
E 0A
-
2
0
a c
2
t
E 0C
E 0B
Hale Waihona Puke AF1Z 结论: n
Fa
N
Y
S
B C
X 电感性负载时,三相绕组合成基波磁动势相量 位于转子的直轴,因此称为直轴去磁电枢反应。 电枢磁场对转子载流导体产生的电磁力不形成 电磁转矩,但会使气隙磁场减弱,导致发电机 端电压降低。
在转子上装有由直流励磁的磁极,用原动机把 转子带到同步转速 → 转子绕组加励磁电流 (直流) → 产生旋转磁场 → 定子绕组切割磁 力线产生三相对称感应电势 → 发电机出线端 三相对称电压。
3、电枢反应
当发电机接上对称负载后,电枢绕组中的三相电流 会产生另一个旋转磁场,称电枢反应磁场。
二、不同性质负载情况下的电枢反应性质
C
4.阻感性负载
E 0A E 0A E 0A
=
E 0C
E 0B
阻感性负载
+
E 0C
电感性负载
E 0B
E 0C
电阻性负载
E 0B
结论: 阻感性负载时, 0°< <90° ,电枢磁场对 转子载流导体产生的电磁力既对发电机转子起 制动作用,使发电机转速下降,又使气隙磁场 减弱,导致发电机端电压降低。
同步电机电枢反应
电枢绕组每相都用一种等效整距集中
绕组来表达,磁极画成凸极式(更形象
A
直观,一样合用于隐极式)。励磁磁势
和电枢磁势只考虑基波,并选用A相
电势达最大值时刻绘制相量图。
_
fm A 0
Z n1 N
Y
B
S
d轴 直轴 纵轴 磁极旋转磁势方向
C
X
•
E0
q轴 A轴
q轴 交轴 横轴 两极之间旳中线
第一节 对称负载时旳电枢反应
A Z
n1 N
BTem
S
• •_
Y
E0, I, F a
Fa q轴 A轴
•
•
E 0 和 I 同相位, 发电机输出纯有功功率
C
X
第一节 对称负载时旳电枢反应
二,
•
I
滞后于
•
E0
90o
( ) 时旳电枢反应
2
(感性负载)
_ __
同步电机将向电网输送感性无功功率,
Ff , B f , fm
2
d轴
电枢旋转磁势Fa 旳轴线作用在d轴上,方向与 Ff
第四篇 同步电机
同步电机旳特点是转子转速与定子产生旋转磁场旳转速相等
n n1
同步电机旳一种主要用途是作发电机,另外,也作电 动机或调相机运营。
一般,同步电机旳转子磁场 是一种恒定磁场, 定子磁场是一种旋转磁场
第十四章 同步电机旳基本构造和工作原理基本构造型式
一、磁极旋转式
(1) 隐极式 这种型式构造牢固,用于少极高速旳同步电机中,
发电机:输出旳是电功率
PN 3U N IN cosN
电动机:输出旳是机械功率
PN 3U N INN cosN
12第12章-同步发电机的基本理论资料
一、空载特性
定义: n n1
Ia 0
U0 E0 f (I f ) 即定子空载电压与励磁电流之间的关系。
实验测取方法:
调节 I f U 0 ~ 1.25UN 得到磁滞回线 调节 I f U 1.25UN ~ 0
取磁滞回线的平均值作为空载特性曲线。
用途: 表征磁路饱和情况,磁路设计的合理性; 与短路特性配合可以确定同步电抗参数。
E0 U cos Ia X s sin
(U cos )2 (U sin Ia X s )2
(不计 Ra ,感性负载) 讲解 [例 12.3.1]
第12章 同步发电机的基本理论
12.4 凸极同步发电机的电动势方程式和相量图
一、双反应理论
直轴气隙小,磁阻小; 凸极电机气隙不均匀:
交轴气隙大,磁阻大。
是恒定磁场,随转子一起旋转,称为机械旋转磁场。
穿过气隙交链定子绕组(切割定子绕组)在定子绕组中感应电动势,起能量转换作用。
f 空载漏磁场: 是恒定磁场,只交链励磁绕组,不会在定子绕组中感应电动势,不参与能量转换。 它也不会在励磁绕组中感应电动势。
第12章 同步发电机的基本理论
二、空载特性
If
Ff N f I f
Fa Ia 重合,由 角决定位置。
用时-空相量图分析电枢反应 的性质十分直观简便。
第12章 同步发电机的基本理论
交磁
直轴去磁
直轴增磁
交磁 直轴去磁
交磁 直轴增磁
第12章 同步发电机的基本理论
12.3 隐极同步发电机的电动势方程式和相量图
一、电动势方程式
不考虑磁饱和 应用叠加原理 1. 电磁关系
电枢反应性质(交磁、去磁、增磁):
取决于 Ia 与 E 0 相角差 (内功率因数角 )
6.3 同步电机的电枢反应与机电能量转换
900
Fa
N
S
电枢反应性质:
Ff
U1
既有交轴,还有直轴去
磁电枢反应
V轴
U2
W2 V1
W轴
第6章 同步电机及同步电动机的电力拖动
一般情况下的电枢反应
第6章 同步电机及同步电动机的电力拖动
此种情况下
I& I&d I&q
Id I sin Iq I cos
---直轴分量 ---交轴分量
第6章 同步电机及同步电动机的电力拖动
电枢反应性质:
电枢磁动势位于直轴上,且与Ff1同向,故称直轴助磁 (增磁)电枢反应。
特点:
1)对转子磁场起增磁作用,使发电机端电压上升。 若保持端电压不变,气隙合成磁场近似保持不变,应相 应减少励磁电流,此时电机为欠励磁运行状态。
2)电枢反应结果,不会使气隙磁场畸变。
一般情况下的电枢反应(总结)
00 900 900
Fa F f Fa
位置 夹角
q轴
Fa
记作
F aq
d轴
F ad
d轴 900 F ad
00 900 d、q
轴
900 00 d、q
轴
F ad F aq F ad F aq
时的00电枢反应
第6章 同步电机及同步电动机的电力拖动
此时电枢反应性质: 电枢磁动势位于交轴,故称交轴电枢反应。
特点:
1)交磁作用,使磁场轴线改变位置;
2)电磁转矩为制动转矩;
•
•
3)相量 I与E同0相,表明发电机向电网输送有功,同步
发电机处于发电运行状态。
第6章 同步电机及同步电动机的电力拖动
永磁同步电动机的电枢磁场和电枢反应磁场
永磁同步电动机的电枢磁场和电枢反应磁场引言部分的内容:1. 引言1.1 永磁同步电动机概述永磁同步电动机是一种采用永磁体作为励磁源的电动机,其具有高效率、高功率密度和良好的调速性能等优点,在工业领域中得到广泛的应用。
相比传统的交流感应电动机,永磁同步电动机在稳态和动态响应特性上更加优越,被视为未来发展趋势的一种关键技术。
1.2 电枢磁场和电枢反应磁场简介永磁同步电动机由定子和转子构成,其中定子产生了正弦形式的旋转磁场,而转子则受到这个旋转磁场的影响而相对运动。
在永磁同步电动机中,存在着两个重要的磁场:一是由定子绕组通过通入三相交流电产生的电枢磁场;二是由于转子导体中电流变化所引起的电枢反应磁场。
这两个磁场对于永磁同步电动机的性能具有重要影响。
1.3 研究目的和意义本文旨在详细研究永磁同步电动机的电枢磁场特性和电枢反应磁场以及它们对电动机性能的影响。
首先,我们将介绍电枢磁场形成原理,并分析其对电动机性能参数的影响。
然后,我们将重点讨论电枢反应磁场的产生机理,并探讨其对系统稳定性的影响。
最后,通过实验验证和案例分析,在理论与实际数据上进行对比分析,并总结出针对优化电枢磁场和控制电枢反应磁场的技术方案和改进建议。
本文的研究目的在于加深对永磁同步电动机工作原理和关键技术的理解,提高永磁同步电动机设计、控制和应用水平。
通过深入分析和系统实验验证,可以为永磁同步电动机行业提供有益参考,促进该领域发展并为未来相关技术的创新奠定基础。
2. 永磁同步电动机的电枢磁场特性:2.1 电枢磁场形成原理:永磁同步电动机是一种以永磁体作为励磁源的电动机。
在永磁同步电动机中,电器部分通过直流激励产生一个稳定的永久磁场,在运行过程中与旋转的主磁场进行交互作用,从而产生转子上的感应电动势。
当三相绕组通过交流电源供电时,会在定子上形成一个旋转的主磁场。
这个主磁场由三相绕组中的三个正弦形式的感应电动势相位差120度来驱动。
同时,由于定子和转子之间存在空气隙,当定子上产生主磁场时,也会激发出额外的感应电流和反应力。
14同步发电机课件之同步电机的正常运行
❖ (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。
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
.
.
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
❖ 可以把漏抗压降分解成两个分量,即:
.
.
.
.
E j I a X j(I d I q )X
.
jId X j I q X
.
.
.
.
E 0 U j I d ( X ad X ) j I q ( X aq X )
.
.
.
U j I d X d j I q X q
❖ 这就是凸极发电机的电动势平衡方程式,
a的
夹角 .
用ψ.
表示;E
0与
的U 夹角用δ表示;U 与 I a 的夹角用
表示。在以上三个角度间存在有下列关
系:
❖ 根据图的相量关系,将电压按 角分解
成 U cos及 U sin 后,可以得到的计
算公式:
tg 1 I a X s U sin U cos
E0 (U cos)2 (U sin I aX s )2
电枢反应性质
Φ
E Xd --直轴同步电抗
不计磁路饱和时有下列关系
Xq --交轴同步电抗
E&ad jI&d X ad E&aq jI&q X aq E& jI&X
分别表征在对称负载下,单位直轴或 交轴三相电流产生的总电枢磁场在电 枢每一相绕组中感应的电动势。
2、相量图作图步骤
第八章 同步电机的基本类型和基本结构
第一节 同步电机的基本类型 第二节 同步电机的基本结构 第三节 同步电机的额定值及励磁方式
第一节 同步电机的基本类型
一、同步电机的特点
励磁绕组通入直流电流后建立恒定磁
场,原动机拖动转子以转速 n 旋转时,其
磁场切割定子绕组而感应交流电动势 E。0
频率: f pn 60
势
波 磁电流决定 决定
速决定
决定
电枢反应 正弦 恒定,由电 由电流瞬时 由磁极对数和 由电流相 磁动势 波 枢电流决定 值决定 电流频率决定 序决定
一、 时 的00 电枢反应
空载电动势 E0和
电枢电流 同I相
位.
F
Ff 与Fa之 间 夹
角 为 900
q轴 U轴
Fa V2 W1
900
1、空载特性
定义: n n1 , I 0,U0 E0 f ( I f )
空载特性是发电机的基本特性 之一。它一方面表征了磁路的饱和 情况,另一方面把它和短路特性、 零功率因数负载特性配合,可确定 电机的基本参数、额定励磁电流和 电压变化率等。
实际生产中,它还可以检查三相 电枢绕组的对称性、匝间短路、判 断励磁绕组和定子铁心有无故障等。
记Fa为Faq
d轴
电枢反应
3、电枢反应
当发电机接上对称负载后,电枢绕组中的三相电流 当发电机接上对称负载后,电枢绕组中的三相电流 会产生另一个旋转磁场,称电枢反应磁场。 会产生另一个旋转磁场,称电枢反应磁场。
二、不同性质负载情况下的电枢反应性质
ɺ I 空载磁动势 E0 ,电枢电流 ɺ , 内功率因数角。 空载磁动势与电枢电流的相位差ψ --内功率因数角 空载磁动势与电枢电流的相位差ψ --内功率因数角。
三、总结 1、带电阻性负载时,ψ角为0°,产生交轴电 带电阻性负载时, 角为0 枢反应,降低发电机转速,实现机电能量转换, 枢反应,降低发电机转速,实现机电能量转换, 向系统输送有功功率。 向系统输送有功功率。 2、带电感性负载时,ψ角为90°,产生直轴去 带电感性负载时, 角为90° 90 磁电枢反应,降低发电机机端电压, 磁电枢反应,降低发电机机端电压,向系统输 送无功功率。 送无功功率。 3、带电容性负载时,ψ角为-90°,产生直轴 带电容性负载时, 角为-90° 助磁电枢反应,使发电机机端电压升高。 助磁电枢反应,使发电机机端电压升高。 <90° 4、带阻感性负载时,0°< ψ <90°,同时向 带阻感性负载时, 系统输送有功功率和无功功率。 系统输送有功功率和无功功率。
π
C相 相
ɺ E0A
-
π
2
0
a c
2
ωt
ɺ E0C ɺ E0B
A
F1
Z 结论: 结论: n
Fa
N
Y
S
B C
X 电感性负载时, 电感性负载时,三相绕组合成基波磁动势相量 位于转子的直轴,因此称为直轴去磁电枢反应。 位于转子的直轴,因此称为直轴去磁电枢反应。 电枢磁场对转子载流导体产生的电磁力不形成 电磁转矩,但会使气隙磁场减弱, 电磁转矩,但会使气隙磁场减弱,导致发电机 端电压降低。 端电压降低。
同步发电机的电枢反应
电枢磁动势就恰好转到哪相绕组轴线上。
Fa与Ff1两磁动势在空间均以n1速度同向旋转,故相对静止。
第6章 同步电机及同步电动机的电力拖动
3.什么叫电枢反应 电机带上负载后,电枢磁动势的基波在气隙中使气隙 磁通的大小及位置均发生变化, 这种影响称为电枢反应.
说明发电机带感性(或容性)无 功负载时,不需要原动机增加能量.
但是直轴去磁(或助磁)电枢反应对气隙 磁场有去磁(或助磁)作用,致使电压下降 (或上升)。为维持电压恒定所需的励磁电流 也需要相应增加(或减小)。
第6章 同步电机及同步电动机的电力拖动
一般情况下,发电机既带有功负载,又带感性无功负 载,有功电流的变化影响发电机的转速及频率,无功电流 的变化影响发电机的电压。
输出的有功功率越大,有功分量电流就越 大,交轴电枢反应越强,Tem越大,这就要 求原动机输入更大的驱动转矩,维持电机 的转速不变。
第6章 同步电机及同步电动机的电力拖动
当 900( 或 900) 时,直轴电枢反应磁动势是与E 0成900的Id 产生
的,可以认为Id 是I的无功分量.
直轴电枢反应磁场与励磁 电流共同作用,在励磁绕组上产 生电磁力,但不能形成电磁转矩.
向电网输出容性无功功率。
第6章 同步电机及同步电动机的电力拖动
6.3.4 一般情况下的电枢反应
一、 00 900 空载电动势 E超0 前电
枢电流 I角,
q轴 U轴
V2 W1
Ff 1与Fa之间夹
角为 900 d轴
900
Fa
N
S
电枢反应性质:
Ff
U1
既有交轴,还有直轴
同步发电机负载运行和电枢反应
同步发电机负载运行和电枢反应一、负载后磁势分析空载时,If→Ff(机械旋转磁势)→Ff→E0负载后,Ia→Fa(电气旋转磁势)。
Ff/Fa转速均为n1,转向一致,Ff+Fa=F(合成磁势)。
气隙磁场Bd可以看成是由F所建立。
Bd也是转速为n1的旋转磁场。
负载后,磁势和磁场将发生显著变化,这一变化主要由电枢磁势的出现所致。
二、电枢反应的概念与内功率因数角Fa的存在,将使气隙磁场的大小和位置发生变化,这一现象称为电枢反应。
电枢反应会对电机性能产生重大影响。
简单地说,电枢反应就是Fa对Ff的影响,这种影响分为增磁、去磁或交磁。
Fa和Ff之相角差决定了电枢反应的性质。
Ff为励磁绕组产生的/与A相绕组匝链的磁通,Ff在A 相绕组中产生的感应电势E0滞后于Ff90度。
在图示的瞬间,Ff过零点而E0到达最大值。
当Ff与A相轴线重合时,Ff产生的磁通全部与A相绕组匝链,所以Ff也到达其最大值。
在图示的瞬间,Ff与A相轴线正交,所以Ff到达零点。
可见Ff和A相轴线的夹角与Ff同时变化。
若以直轴d同时作为时间相位和空间相位的0点,在图示瞬间,Ff和Ff相位角均为0,E0的相位角永远滞后Ff 90度。
如果Ia与E0的相位差(由负载性质决定)为0,则Ia的相位角也是滞后90度,到达其最大值。
当Ia到达最大值时,Fa将处于A相绕组的轴线(交轴)上,Fa的相位角也是滞后90度。
如果Ia与E0的相位差不为0,而是滞后于E0一个y 角,则Fa也将滞后于A相轴线一个y角。
可见Ia在时间相位上滞后于E0的角度y就等于Fa在空间相位上滞后于A相轴线的角度。
在图示的瞬间Fa滞后于Ff(90+y)度。
由于Fa和Ff在空间相对静止,所以在任意瞬间,Fa均滞后于Ff(90+y)度。
可见y角决定了Fa与Ff之间的相位差。
y角称为内功率因数角。
三、不同负载时电枢反应分析(1)y = 0或者180°此时Fa和Ff之夹角为90/270°,Fa作用在q轴上,使合成磁势F的轴线位置产生一定的偏移,幅值发生一定的变化。
同步电机电枢反应
同步电机电枢反应磁场分析一.课题内容通过电磁场仿真计算明确同步电机电枢反应概念,仿真,分析和理解在同步电机定子电流为交轴,直轴去磁,直轴助磁情况下电机磁场的分布情况,并重点分析气隙磁场的分布波形以及电枢反应对磁场大小的影响,总结电机电枢反应的规律。
二.课题背景在同步电机中,电枢反应既是学习的难点也是重点。
当同步电机作为发电机运行时,在空载时只有励磁绕组通有电流,主极磁场为直轴磁场,对称分布。
若带三相对称负载,电枢绕组中通过三相对称电流时,会产生相应的电枢磁场。
气隙内的磁场由电枢磁场和主极磁场合成。
电枢反应的性质取决于电枢磁场和主磁场在空间的相对位置,其变化情况较为复杂,因此,利用仿真软件对同步电机的电枢反应进行分析,有利于加深对电枢反应的理解,并熟练掌握不同的情况下电机内磁场的分布规律。
三.探究方式利用Maxwell 电磁场数值计算软件,建立两极同步电机的二维模型。
通过改变定转子绕组电流,利用软件自带的作图系统,分布绘制电枢磁场分布,气隙磁场分布等图,对比分析得出同步电机磁场分布以及电枢反应影响的规律。
探究步骤1单独给转子绕组通电流进行电磁场计算,画出空载时磁力线分布图和气隙磁场的磁密分布波形;2单独定子绕组通交轴电流,画出电枢磁场的分布。
同时给转子绕组通电流,观察交轴电枢反应时磁场的扭斜情况,画出磁力线分布图和气隙磁密的分布波形;3单独定子绕组通去磁直轴电流,画出电枢磁场的分布。
同时给转子通电流,画出磁场的分布,观察直轴电枢反应时磁场是否减小,画出磁力线分布图和气隙磁密的分布波形;4单独定子绕组通助磁直轴电流,画出电枢磁场的分布。
同时给转子绕组电流,画出电枢磁场的分布,观察直轴电枢反应时磁场的变化,画出磁力线分布图和气隙磁密的分布波形;5比较上述几种情况下的磁力线分布和气隙磁密分布波形,对照电枢电流情况总结同步电机电枢反应规律。
6根据上述结果,分析当发电机负载为阻感性负载时,电枢反应情况.并自己设定电枢电流数值,计算此种情况下的气隙合成磁场分布,画出磁力线图,气隙磁密分布图,比较计算结果与理论分析结果是否相符。
同步发电机的电枢反应
If Ff 1 F B ( ) E (U ) I Fa
电之枢间反的应相的对性位质置,,取即决 与于空电载枢电磁动动势势E&和0基电波枢Fa和电励 流磁之I&磁间动的势夹基角波
Ff
有
关.
第6章 同步电机及同步电动机的电力拖动
励磁磁动势和电枢磁动势的区别
基波 波形
大小
制动转矩; ••
d轴
3)相量 I与E0同
相,表明发电机
向电网输送红有
功,同步发电机
处于发电运行状
态。
Ff
V轴
900
N U1
S U2
W2 V1
W轴
第6章 同步电机及同步电动机的电力拖动
6.3.2 900时的电枢反应
空载电动势 E超0 前 电枢电流 I900
q轴 U轴
Ff 1与Fa之间夹
第6章 同步电机及同步电动机的电力拖动
电枢反应性质:
Fad作用于交轴,称为交轴电枢反应,起交磁作用; Faq作用于直轴,称为直轴电枢反应,起去磁作用。
特点:既交磁,又去磁。 1)使气隙磁场轴线位置发生改变; 2)使气隙磁场受到削弱,直轴去磁作用,导致端电压降 低。
二、 900 00
空载电动势 I超前电枢电流 E0角,
端电压不变,气隙合成磁场近似保持不变,应相应减少励磁电 流,此时电机为欠励磁运行状态。
2)电枢反应结果,不会使气隙磁场畸变。
•
•
3)I 超前E0 900,cos 发0,电s机in发出1,有功功率为零,
向电网输出容性无功功率。
第6章 同步电机及同步电动机的电力拖动
6.3.4 一般情况下的电枢反应
第6章 同步电机及同步电动机的电力拖动
[正式版]同步发电机电枢反应ppt资料
电枢反应: 电枢磁通势的基波在气隙中使气隙磁通的大小及位置均发生变化, 这种影响称为电枢反应.
势 波 磁电流决定 内功率因数角00<Ψ<900
当忽略电机本身参数, ψ≈φ=00,
,
置决定
转速决定
有功电流产生电磁力, 并形成电磁转矩Tem
电枢反 正弦 恒定,由电 内功率因数角00<Ψ<900
E 0A
q轴 A轴
Y
C
.
.
IA ψ
I B d轴 Ff
Fa
A
N
.
.
.
E 0B
E 0C
IC
Z
直轴助磁电枢反应
SX
B
7
• 内功率因数角00<Ψ<900 q轴 A轴
时轴
.
E 0A
Y
C
.
IC
.
ψ IA
d轴 Ff
Ψ+900
Fa
AN
SX
.
.
.
E 0B
E 0C I B
Z
B
既有交轴又有直轴去磁电枢反应 8
当ψ角为不同值的电枢反应
•
Id
•
Ir
,
无功电流产生电磁力, 不形成电磁转矩
Y
n1
C N
n
If
A
X
S
Z
B Φad
13
内功率因数角00<Ψ<900
1
Tem
有功电流产生电磁力,并形成电磁转矩
内功率因数角00<Ψ<900
既有交轴又有直轴去磁电枢反应
内功率因数角Ψ=-900
内功率因数角Ψ=-900
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d、q 轴
d、q 轴
Ψ+900
交、直去 削弱
F aq F ad
Ψ+900
交、直助 增强
F aq F ad
下降 下降
下降 上升
R、L R、C
9
• 电枢磁势和电枢电流分量
Fa F ad F aq 直轴分量
I IdIq
Fad Fa sin 交轴分量
Faq Fa cos
基波 大小
波形
位置
转速
励磁磁 正弦 恒定,由励 由转子位 由原动机的 势 波 磁电流决定 置决定 转速决定
电枢反 正弦 恒定,由电 由电流瞬 由电流的f 应磁势 波 枢电流决定 时值决定 和P决定
3
准备工作
• 三个角
内功率因数角 : 是 E0 与I 的时间相位角, 与电机参数及负载有关;
13
同步发电机电枢反应
Armature reaction of synchronous generator
1
电枢反应的概念
I Fa
I f
Ff
F F f Fa
• 电枢反应: 电枢磁通势的基波
在气隙中使气隙磁通的大小及位
置均发生变化, 这种影响称为电
枢反应.
2
励磁磁势和电枢磁势的区别
外功率因数角 : 是U 与I 的时间相位角,与负载有关;
功率角(功角) : 是 E0 与U 的时间相位角.三者关系:
• 四个轴
直轴(纵轴、d 轴):主磁极轴线位置。 交轴(横轴、q 轴):与直轴成 900 电角度的位置。 相轴: 每相绕组的轴线位置。
时轴: 时间相量在其上投影可得瞬时值
I d I sin I q I cos
10
11
当忽略电机本身参数, ψ≈φ=00,
Iq Ia
,
有功电流产生电磁力, 并形成电磁转矩Tem
n1
Tem
12
当忽略电机本身参数, ψ≈φ=900,
Id
Ir
,
无功电流产生电磁力, 不形成电磁转矩
Y
n1
C N
n
If
A
X
S
Z
B Φad
4
• 内功率因数角Ψ=00
时轴
.
E0A
Fδ
.
IA
.
E 0C
. IC
d轴 Ff
A
.
.
I B E0B
交轴电枢反应
q轴 A轴
Fa
Y
C
Ψ +90
5
内功率因数角Ψ=900
时轴
.
E0A
.
IC
ψ
.
E0C . IB
d轴 Ff
.
IA
.
E0B
q轴 A轴
YC
AN
Fa SX
ZB
直轴去磁电枢反应
6
• 内功率因数角Ψ=-900
时轴
.
E0A
q轴 A轴
Y
C
.
IA ψ
.
I B d轴 Ff
Fa
A
N
.
.
.
E0B
E 0C
IC
Z
直轴助磁电枢反应
SX
B
7
• 内功率因数角00<Ψ<900 q轴 A轴
时轴
.
E0A
Y
C
.
IC
.
ψ IA
d轴 Ff
Ψ +900
Fa
AN
SX
.
.
.
E0B
E0C I B
Z
B
既有交轴又有直轴去磁电枢反应 8
当ψ角为不同值的电枢反应
Ψ=00 Ψ=900 Ψ=-900
位F置a F夹f 角F a 记F作a
q轴 Ψ+900
F aq
d轴 Ψ+900
F ad
d轴
Ψ+900
F ad
电枢反 应性质
交轴
对电机的影响
F n(f) U
波形 下降 不变
畸变
Ψ=
负载性质
R
直、去 削弱 不变 下降
L
直、助 增强 不变 上升
C
00<Ψ<900 -900<Ψ<00