电枢反应

同步发电机对称负载时的电枢反应
罗远福
什么是电枢反应？
电枢反应---电枢磁动势的基波对主极磁场基波 的影响，称为电枢反应。
电枢反应对发电机会产生什么影响？
一、电枢反应的概念 1、同步发电机的主要构成
隐极转子 Cylindrical Rotor
凸极转子 Salient-pole Rotor
2、同步发电机的工作过
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
结论：
Z
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。
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。
0
cb
2
t
E0C
E0B
直轴A
结论：
Z
电阻性负载时，三相绕组合成 交轴
n
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
电枢反应。
B
N F1 F
Y
Fa
S
C
结果使气隙磁场的轴线位置
X
从空载时的直轴逆向旋转了一
个锐角，且幅值有所增加。
=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。
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。
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
2、以一对极的凸极同步发电机为例，电枢绕 X 组的每一相均用一个等效的整距集中线圈表示。
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
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
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
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”，
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。
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。