有功与频率 无功与电压关系
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4、带阻感性负载时，0°< <90°，同时向系 统输送有功功率和无功功率。
无功功率与电压关系
首先引申一个概念：电力系统中的大部分负 载都是电感性的，在系统电压的作用下，它 们同时进行电磁转换，它们“消耗”无功功 率。并入系统运行的发电机正常时都是电流 超前电压的，具有电容的特性，它们“发出” 无功功率，也就是说，当电感负载磁场储能 的瞬间，发电机相当于电容释放电场能量。 当负载释放磁场能量时，发电机将这部分能
电枢磁场对转子载流导体产生的电磁力不形成 电磁转矩，但会使气隙磁场增强，导致发电机 端电压升高。
4.阻感性
负载
E0A
E0A
E0A
=
+
E0C
E0B
E0C
E0B
E0C
E0B
阻感性负载
电感性负载
电阻性负载
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。
1
有功与频率的关系
2
无功与电压的关系
有功功率 一个周期内瞬时功率的积分平均值。对于正弦电 压及电流，复功率的实部即有功功率：。对于非 正弦周期电压及电流，有功功率是直流分量功率 及基波和谐波有功功率之总和。
可以理解为保持用电设备正常运行所需的电功率。
发电机组调速系统的频率调整
有功负荷突然增加时发电机组有功功率不能及时随之变动，机组将减速，电力系统频 率将下降。
Y
Fa
S
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。
2.电感性 负载 E0 M
-
0
2
N2
A相 B相 C相
I
b
-
0
a
2
2
c
A
Z
N
Y
n
t
S
B
C
X
E0A
t
E0C
E0B
结论：
A
F1
Z
N
Y
n
Fa
S
B
C
电感性负载时，三相绕组合成基波磁动势相量X 位于转子的直轴，因此称为直轴去磁电枢反应。
无功功率 在正弦电流电路中，复功率的虚部； 且供给电 感的无功功率为正值。
可以理解为在电感或电容电路中，用于电能和磁 场能转换的功率，没有功率损耗，对外不做功。
二、不同性质负载情况下的电枢反应性质
空载磁动势 E，0 电枢电流 ，I
空载磁动势与电枢电流的相位差 --内功率因数角。
决相定位条 差件 ，：亦电即枢主反要应取的决性于质负主载要的取性决质于。E与0 之I 间的
增加发电机组发出的有功功率，使有功功率—频率静特性向上平移
有功与频率关系 发电机额定功率供不应求时是被负载
将转子转速拖低，转子达不到同步转速频 率就达不到额定值。
负载侧的有功增加，发电机发出的有功 不足，发电机带不动。导致发电机转速下 降，系统电源侧频率下降。
为什么系统频率下降就表明有功不够了呢
1.电阻性 负载 E0 M
-
0
2
N2
转子 A 磁极
轴线
Z
（直
轴） N
Y
A相
轴线
n
（交
轴t ）
S
B
C
A相 B相 C相 I a
X
E0A
- 2
0
cb 2tE0CE0BA
直轴
Z
结论：
交轴
n
电阻性负载时，三相绕组合成
基波磁动势相量与转子交轴重
合，称此时的电枢反应为交轴
B
电枢反应。
N F1 F
三、总结
1、带电阻性负载时，角为0°，产生交轴电枢 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。 2、带电感性负载时，角为90°，产生直轴去 磁电枢反应，降低发电机机端电压，向系统输 送无功功率。
3、带电容性负载时，角为-90°，产生直轴助 磁电枢反应，使发电机机端电压升高。
足造成的。
E1 4.44 fNk N11
谢谢大家！
2013年1月16日
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。
3.电容性 负载 E0 M
-
0
2
N2
A相 B相
I
c
a
-
0
2
2
b
C相
A
Z
N
Y
n
t
S
B
C
X
E0A
t
E0C
E0B
A
F1
Z
结论：
Fa
N
Y
n
S
B
C
电容性负载时，三相绕组合成基波磁动势相量 X 位于转子的直轴，因此称为直轴助磁电枢反应。
电阻性负载-- =0° 电感性负载-- =90° 电容性负载-- =-90°
A
规定：
Z
y
N
Y
1、相电流和相电动势的正方向为 从绕组的“尾端进，首端出”，
n
磁动势正方向与电流正方向符合 右手螺旋定则。电枢电流滞后于
S
空载磁动势时，角为正。
B
C
X
2、以一对极的凸极同步发电机为例，电枢绕 组的每一相均用一个等效的整距集中线圈表示。
1.n＝60f/p
2.P=FV=F*(2πN/60)*R=F*R*(2πN/60)
=T*N/(60/2π）=TN/9.55
P=TN/9.55*1000=M*N/9550=TN/9550
根据电机传动原理，要想保持电机速度不变，必须保证电 机的力矩平衡，即主力矩和阻力矩平衡。对应于发电机， 主力矩为原动力（一般是机械能），而阻力矩为电机力矩 ，这个电机力矩乘以转速就为发电机有功功率： P=M*N/9550(这个公式不陌生吧？），所以当频率下降 时，表明当前发电机原动力力矩小于现在的有功力矩，所 以发电机减速，频率就跟着下降。相反，频率就上升。
量储存起来。
无功功率与电压关系
电力系统的某一时间，负载“消耗”的无功是和发 电机“发出”的无功平衡的。当负载无功功率增大时， 无功电流的增量就会在发电机的电枢反应中起到“去磁 作用”，使发电机的感应电势降低，从而造成系统电压 下降（严格说是在较低的电压下达到新的平衡），所以 可以认为系统电压下降是因为发电机输出的无功功率不
无功功率与电压关系
首先引申一个概念：电力系统中的大部分负 载都是电感性的，在系统电压的作用下，它 们同时进行电磁转换，它们“消耗”无功功 率。并入系统运行的发电机正常时都是电流 超前电压的，具有电容的特性，它们“发出” 无功功率，也就是说，当电感负载磁场储能 的瞬间，发电机相当于电容释放电场能量。 当负载释放磁场能量时，发电机将这部分能
电枢磁场对转子载流导体产生的电磁力不形成 电磁转矩，但会使气隙磁场增强，导致发电机 端电压升高。
4.阻感性
负载
E0A
E0A
E0A
=
+
E0C
E0B
E0C
E0B
E0C
E0B
阻感性负载
电感性负载
电阻性负载
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。
1
有功与频率的关系
2
无功与电压的关系
有功功率 一个周期内瞬时功率的积分平均值。对于正弦电 压及电流，复功率的实部即有功功率：。对于非 正弦周期电压及电流，有功功率是直流分量功率 及基波和谐波有功功率之总和。
可以理解为保持用电设备正常运行所需的电功率。
发电机组调速系统的频率调整
有功负荷突然增加时发电机组有功功率不能及时随之变动，机组将减速，电力系统频 率将下降。
Y
Fa
S
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。
2.电感性 负载 E0 M
-
0
2
N2
A相 B相 C相
I
b
-
0
a
2
2
c
A
Z
N
Y
n
t
S
B
C
X
E0A
t
E0C
E0B
结论：
A
F1
Z
N
Y
n
Fa
S
B
C
电感性负载时，三相绕组合成基波磁动势相量X 位于转子的直轴，因此称为直轴去磁电枢反应。
无功功率 在正弦电流电路中，复功率的虚部； 且供给电 感的无功功率为正值。
可以理解为在电感或电容电路中，用于电能和磁 场能转换的功率，没有功率损耗，对外不做功。
二、不同性质负载情况下的电枢反应性质
空载磁动势 E，0 电枢电流 ，I
空载磁动势与电枢电流的相位差 --内功率因数角。
决相定位条 差件 ，：亦电即枢主反要应取的决性于质负主载要的取性决质于。E与0 之I 间的
增加发电机组发出的有功功率，使有功功率—频率静特性向上平移
有功与频率关系 发电机额定功率供不应求时是被负载
将转子转速拖低，转子达不到同步转速频 率就达不到额定值。
负载侧的有功增加，发电机发出的有功 不足，发电机带不动。导致发电机转速下 降，系统电源侧频率下降。
为什么系统频率下降就表明有功不够了呢
1.电阻性 负载 E0 M
-
0
2
N2
转子 A 磁极
轴线
Z
（直
轴） N
Y
A相
轴线
n
（交
轴t ）
S
B
C
A相 B相 C相 I a
X
E0A
- 2
0
cb 2tE0CE0BA
直轴
Z
结论：
交轴
n
电阻性负载时，三相绕组合成
基波磁动势相量与转子交轴重
合，称此时的电枢反应为交轴
B
电枢反应。
N F1 F
三、总结
1、带电阻性负载时，角为0°，产生交轴电枢 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。 2、带电感性负载时，角为90°，产生直轴去 磁电枢反应，降低发电机机端电压，向系统输 送无功功率。
3、带电容性负载时，角为-90°，产生直轴助 磁电枢反应，使发电机机端电压升高。
足造成的。
E1 4.44 fNk N11
谢谢大家！
2013年1月16日
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。
3.电容性 负载 E0 M
-
0
2
N2
A相 B相
I
c
a
-
0
2
2
b
C相
A
Z
N
Y
n
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S
B
C
X
E0A
t
E0C
E0B
A
F1
Z
结论：
Fa
N
Y
n
S
B
C
电容性负载时，三相绕组合成基波磁动势相量 X 位于转子的直轴，因此称为直轴助磁电枢反应。
电阻性负载-- =0° 电感性负载-- =90° 电容性负载-- =-90°
A
规定：
Z
y
N
Y
1、相电流和相电动势的正方向为 从绕组的“尾端进，首端出”，
n
磁动势正方向与电流正方向符合 右手螺旋定则。电枢电流滞后于
S
空载磁动势时，角为正。
B
C
X
2、以一对极的凸极同步发电机为例，电枢绕 组的每一相均用一个等效的整距集中线圈表示。
1.n＝60f/p
2.P=FV=F*(2πN/60)*R=F*R*(2πN/60)
=T*N/(60/2π）=TN/9.55
P=TN/9.55*1000=M*N/9550=TN/9550
根据电机传动原理，要想保持电机速度不变，必须保证电 机的力矩平衡，即主力矩和阻力矩平衡。对应于发电机， 主力矩为原动力（一般是机械能），而阻力矩为电机力矩 ，这个电机力矩乘以转速就为发电机有功功率： P=M*N/9550(这个公式不陌生吧？），所以当频率下降 时，表明当前发电机原动力力矩小于现在的有功力矩，所 以发电机减速，频率就跟着下降。相反，频率就上升。
量储存起来。
无功功率与电压关系
电力系统的某一时间，负载“消耗”的无功是和发 电机“发出”的无功平衡的。当负载无功功率增大时， 无功电流的增量就会在发电机的电枢反应中起到“去磁 作用”，使发电机的感应电势降低，从而造成系统电压 下降（严格说是在较低的电压下达到新的平衡），所以 可以认为系统电压下降是因为发电机输出的无功功率不