1、第六節(jié)第六節(jié) 同步電機參數(shù)的測定同步電機參數(shù)的測定一、用空載特性和短路特性確定一、用空載特性和短路特性確定Xd同步發(fā)電機標準空載特性數(shù)據(jù)同步發(fā)電機標準空載特性數(shù)據(jù)1、空載特性曲線的測定空載特性曲線的測定 電樞開路（空載），發(fā)電機拖到同步轉(zhuǎn)電樞開路（空載），發(fā)電機拖到同步轉(zhuǎn)速，改變速，改變 ，并記取相應(yīng)的，并記取相應(yīng)的 至到至到 左右，得到空載特性曲線：左右，得到空載特性曲線：,00EUNUU2510.fIfE 0fI下降下降上升上升0Eb 0fI空載特性空載特性下降下降上升上升氣隙線氣隙線空載特性曲線空載特性曲線0EfIb0 一般取下降的曲線作為空載特性曲線一般取下降的曲線作為空載特性曲線,并

2、將整個曲線向右移到原點的位置。并將整個曲線向右移到原點的位置。同步電機的電樞端點三相短路，拖到同步轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)勵磁電流同步電機的電樞端點三相短路，拖到同步轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)勵磁電流If，使使電樞電流電樞電流 ，得到短路特性曲線得到短路特性曲線 。2、短路特性曲線的測定、短路特性曲線的測定1501150.,.EIX時時，一般一般,短路時磁路不飽和。短路時磁路不飽和。ddqoXXRqqddaXI jEIIIXI jXI jRIEUqda00,0, 0,900fIfI NII210.結(jié)果：結(jié)果：fdfIIXEIIE00,fFIFaaFk0E0090XI jENI短路特性fkIfII0電樞電樞AAAA勵磁勵磁X

3、I jXI jRIUEa氣隙電動勢3、Xd的確定的確定1）不飽和）不飽和Xd值值IEXd0不飽和不飽和IUXNd飽飽和和用空載和短路特性來確定不飽和用空載和短路特性來確定不飽和Xd氣隙線氣隙線空載特性空載特性短路特性短路特性0fIIE ,00EIfIXd飽和值和短路比的確定飽和值和短路比的確定NUNII氣隙線氣隙線空載特性空載特性短路特性短路特性IE ,000fIfkIfI2）飽和）飽和Xd值值 不計漏阻抗壓降，磁路飽和程度取決不計漏阻抗壓降，磁路飽和程度取決于電樞端電壓。通常就用對應(yīng)于額定電壓于電樞端電壓。通常就用對應(yīng)于額定電壓時的時的 為飽和值。為飽和值。dX凸極同步電機，選較大的短路比，

4、有時可以超凸極同步電機，選較大的短路比，有時可以超1；隱極同步電機，短路比一般小于隱極同步電機，短路比一般小于1，隨容量增加，隨容量增加，短路比逐步降低。短路比逐步降低。 Kc較大，同步電抗小，短路電流大，較大，同步電抗小，短路電流大，U小，對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性有利。但小，對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性有利。但Xd小，小，氣隙大，產(chǎn)生一定的磁通時相應(yīng)的磁動氣隙大，產(chǎn)生一定的磁通時相應(yīng)的磁動勢要大，增加轉(zhuǎn)子繞組用銅量，提高了勢要大，增加轉(zhuǎn)子繞組用銅量，提高了電機造價。電機造價。 Kc較小，較小， U大，但電機造大，但電機造價低。價低。飽飽和和飽飽和和ddNNNNNNfkfcXXIUIUUIIIIIk10在短路特性

5、圖上在短路特性圖上NNIIfkUUfcIIk0Kc：產(chǎn)生空載額定電壓所需勵磁電流產(chǎn)生空載額定電壓所需勵磁電流If0與產(chǎn)生短路額定電流所需勵磁與產(chǎn)生短路額定電流所需勵磁電流電流Ifk之比。之比。二、短路比二、短路比Xd飽和值和短路比的確定飽和值和短路比的確定NUNII氣隙線氣隙線空載特性空載特性短路特性短路特性IE ,000fIfkIfI三、用零功率因數(shù)負載試驗確定定子漏抗和直軸電樞等效磁動勢三、用零功率因數(shù)負載試驗確定定子漏抗和直軸電樞等效磁動勢fIfUI常常值值時時的的,cos01、試驗方法、試驗方法A勵磁勵磁同步發(fā)電機同步發(fā)電機純電感負載純電感負載AAA 把同步電機驅(qū)動到同步轉(zhuǎn)速，電樞接可

6、調(diào)三相對稱純感性負載，使把同步電機驅(qū)動到同步轉(zhuǎn)速，電樞接可調(diào)三相對稱純感性負載，使負載功率因數(shù)負載功率因數(shù) ，改變勵磁電流，同時調(diào)節(jié)負載電抗的大小，使，改變勵磁電流，同時調(diào)節(jié)負載電抗的大小，使電樞電流保持為常值，一般電樞電流保持為常值，一般 ，記錄不同勵磁下發(fā)電機端電壓，得，記錄不同勵磁下發(fā)電機端電壓，得發(fā)電機零功率因數(shù)負載特性：發(fā)電機零功率因數(shù)負載特性：0cosNII aadfFkFFXI jUEadaddXI jEXXI jUXI jUE0負載接近純感性，電機負載接近純感性，電機 ，XRa總阻抗接近于純感性，總阻抗接近于純感性，o900IId1）零功率因數(shù)負載特性分析）零功率因數(shù)負載特性分

7、析2、零功率因數(shù)負載試驗確定定子漏抗和直軸電樞等效磁動勢的原理、零功率因數(shù)負載試驗確定定子漏抗和直軸電樞等效磁動勢的原理磁動勢在一條水平線上相加減磁動勢在一條水平線上相加減電壓在一條垂直線上相加減電壓在一條垂直線上相加減零功率因數(shù)負載時相量圖零功率因數(shù)負載時相量圖aadFkUXI jE0EfFFI在空載特性和零功率因數(shù)特性曲線上在空載特性和零功率因數(shù)特性曲線上取額定電壓時的交點，得到空載時的取額定電壓時的交點，得到空載時的磁動勢磁動勢BC和零功率因數(shù)負載時的磁動和零功率因數(shù)負載時的磁動勢勢BF（勵磁電流）；（勵磁電流）；在空載特性曲線上找出氣隙電動勢在空載特性曲線上找出氣隙電動勢E，過過E作作

8、BF垂線垂線EA；磁動勢磁動勢CA是為保持端電壓不變而增加是為保持端電壓不變而增加用以抵消漏抗壓降的勵磁磁動勢；用以抵消漏抗壓降的勵磁磁動勢；磁動勢磁動勢AF為抵消電樞反應(yīng)直軸去磁磁為抵消電樞反應(yīng)直軸去磁磁動勢動勢 而增加的勵磁磁動勢。而增加的勵磁磁動勢。aadFk組組成成直直角角三三角角形形。水水平平邊邊和和垂垂邊邊特特性性曲曲線線之之間間率率因因數(shù)數(shù)在在空空載載特特性性曲曲線線和和零零功功aadFkIX特性三角形：特性三角形：零功率因數(shù)負載特性與空載特性之間的聯(lián)零功率因數(shù)負載特性與空載特性之間的聯(lián)系系UNUKEGaadFk零功率因數(shù)特性零功率因數(shù)特性空載特性空載特性0fFfIFBCFAIX

9、只要保持電樞電流不變，漏電抗壓降只要保持電樞電流不變，漏電抗壓降 和電樞反應(yīng)去磁磁動勢和電樞反應(yīng)去磁磁動勢 保保持不變，三角形持不變，三角形EAF不變。不變。IXaadFk 在零功率因數(shù)特性上取兩點，一點為額定電壓附近的點在零功率因數(shù)特性上取兩點，一點為額定電壓附近的點F，另一，另一點為短路點點為短路點K，過，過F做平行于橫坐標的水平線，截取線段做平行于橫坐標的水平線，截取線段 ，從從 點做氣隙線的平行線與空載特性交于點做氣隙線的平行線與空載特性交于E點，過點，過E點做垂線交于點點做垂線交于點A，則則AEF為發(fā)電機特性三角形。為發(fā)電機特性三角形。KFo0o2）電樞漏抗）電樞漏抗X和電樞等效磁動

10、勢和電樞等效磁動勢kadFa的確定的確定AFFkaad電樞電流電樞電流I產(chǎn)生的直軸電樞等效磁動勢產(chǎn)生的直軸電樞等效磁動勢為：為：電流電流 I為零功率因數(shù)負載特性試驗為零功率因數(shù)負載特性試驗電樞電流。電樞電流。電樞電抗：電樞電抗：IEAX相電壓值相電壓值電樞漏抗和直軸電樞等效磁動勢的確定電樞漏抗和直軸電樞等效磁動勢的確定零功率因數(shù)特性零功率因數(shù)特性UNUKE空載特性氣隙線o0fIFA 用實測的零功率因數(shù)特性和空載特性所確定的漏抗將比實際用實測的零功率因數(shù)特性和空載特性所確定的漏抗將比實際的電樞漏抗略大。為了加以區(qū)別，通常把由零功率因數(shù)特性所確的電樞漏抗略大。為了加以區(qū)別，通常把由零功率因數(shù)特性所

11、確定的漏抗稱為波梯電抗，并用定的漏抗稱為波梯電抗，并用Xp表示。表示。3）波梯電抗）波梯電抗a、零功率因數(shù)負載時、零功率因數(shù)負載時,為補償電樞直軸去磁磁動勢為補償電樞直軸去磁磁動勢,要增加主極磁要增加主極磁動勢動勢,相應(yīng)的轉(zhuǎn)子漏磁將隨著增加相應(yīng)的轉(zhuǎn)子漏磁將隨著增加,增加的轉(zhuǎn)子漏磁將需要消耗一增加的轉(zhuǎn)子漏磁將需要消耗一些主極磁動勢。些主極磁動勢。b、轉(zhuǎn)子漏磁的增加將使轉(zhuǎn)子磁路飽和程度增加，從而磁阻增大，、轉(zhuǎn)子漏磁的增加將使轉(zhuǎn)子磁路飽和程度增加，從而磁阻增大，產(chǎn)生相同的氣隙磁場就需增加一些主極磁動勢。產(chǎn)生相同的氣隙磁場就需增加一些主極磁動勢。四、用轉(zhuǎn)差法測定四、用轉(zhuǎn)差法測定Xd和和Xq1）被試同步

12、電機用原動機驅(qū)動到接近同步轉(zhuǎn)速，勵磁繞組開路；）被試同步電機用原動機驅(qū)動到接近同步轉(zhuǎn)速，勵磁繞組開路；2）在定子繞組上施加約為（）在定子繞組上施加約為（25）UN的三相對稱低電壓，外施的三相對稱低電壓，外施電壓的相序必須使定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向一致；電壓的相序必須使定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向一致；3）調(diào)節(jié)原動機的轉(zhuǎn)速，使被試電機的轉(zhuǎn)差率小于）調(diào)節(jié)原動機的轉(zhuǎn)速，使被試電機的轉(zhuǎn)差率小于1，但不被牽入，但不被牽入同步，使定子旋轉(zhuǎn)磁場的軸線交替地與轉(zhuǎn)子直軸和交軸相重合；同步，使定子旋轉(zhuǎn)磁場的軸線交替地與轉(zhuǎn)子直軸和交軸相重合；4）采用錄波器錄取試驗中的電機端電壓和電流波形。）采用錄波器錄取試驗中

13、的電機端電壓和電流波形。1、試驗方法試驗方法轉(zhuǎn)差法試驗轉(zhuǎn)差法試驗降壓變壓器降壓變壓器交流電源交流電源1n1nn略小于略小于fIn 測出的測出的Xd和和Xq均是不飽和值。均是不飽和值。maxminIUXq當定子旋轉(zhuǎn)磁場與交軸重合時：當定子旋轉(zhuǎn)磁場與交軸重合時：minmaxIUXd當定子旋轉(zhuǎn)磁場與直軸重合時：當定子旋轉(zhuǎn)磁場與直軸重合時：2、Xd和和Xq計算計算轉(zhuǎn)差試驗時的端電壓和定子電流波形轉(zhuǎn)差試驗時的端電壓和定子電流波形軸軸軸軸軸軸maxU2minU2maxI2minI2tt第七節(jié)第七節(jié) 同步發(fā)電機的運行特性同步發(fā)電機的運行特性一、同步發(fā)電機的運行特性一、同步發(fā)電機的運行特性1、外特性、外特性

14、IfUInnfs常值時的常值， cos,同步發(fā)電機外特性同步發(fā)電機外特性U0ININU1cos超超前前80.cos滯滯后后80.cosUjXRIIsa純純電電阻阻負負載載，saqqddajXRIEXI jXI jRIEU00同步發(fā)電機外特性同步發(fā)電機外特性U0ININU1cos超超前前80.cos滯滯后后80.cosUXI jXI jRIIqqdda, 0電感性負載，UI電樞反應(yīng)增磁電樞反應(yīng)增磁可能超前可能超前則會有則會有負向達到一定程度，負向達到一定程度，當當電容性負載，電容性負載，,000凸極同步發(fā)電機相量圖凸極同步發(fā)電機相量圖0dIqI0 IUaRIqqXI jddXI j0EjXRIE

15、jXRIEXI jXI jRIEUasaqqdda00額定電壓調(diào)整率：額定勵磁電流下的端電壓變化率。額定電壓調(diào)整率：額定勵磁電流下的端電壓變化率。fNNNNfIUII,cos，達達到到調(diào)調(diào)對于凸極同步電機：對于凸極同步電機：%30%18U對于隱極同步電機：對于隱極同步電機：%48%30U%1000fNfIINNUUEU從外特性求電壓調(diào)整率從外特性求電壓調(diào)整率uU0E0NIINUNfNfIIcoscos,保持保持 不變，不變， 相應(yīng)端電壓為相應(yīng)端電壓為 ，fNI0I0E2、調(diào)整特性、調(diào)整特性從調(diào)整特性可以知道，發(fā)電機運行在一定的功率因數(shù)下，維持從調(diào)整特性可以知道，發(fā)電機運行在一定的功率因數(shù)下，維

16、持端電壓不變，勵磁電流不超過制造廠的規(guī)定時負載電流可以達端電壓不變，勵磁電流不超過制造廠的規(guī)定時負載電流可以達到多大。到多大。 IfIUUnnfNs,cos,常常值值從調(diào)整特性確定發(fā)電機的額定勵磁電流從調(diào)整特性確定發(fā)電機的額定勵磁電流:NfNNNsIfIUUnn,coscos,同步發(fā)電機調(diào)整特性同步發(fā)電機調(diào)整特性fIfNI0NIINUU 1cos超前超前80.cos滯后滯后80.cos凸極同步發(fā)電機相量圖凸極同步發(fā)電機相量圖0dIqI0 IUaRIqqXI jddXI j0E3、效率特性、效率特性2PfUUnnNNs,coscos,時時的的300MW雙水內(nèi)冷水輪發(fā)電機的效率特性雙水內(nèi)冷水輪發(fā)電

17、機的效率特性020.40.60.80.01.808590951002P8750.cosN%/空氣冷卻時空氣冷卻時:大型水輪發(fā)電機大型水輪發(fā)電機: 大型氣輪發(fā)電機大型氣輪發(fā)電機: 。 氫氣冷卻時相應(yīng)提高氫氣冷卻時相應(yīng)提高0.8。%5 .98%96N%8 .97%94N%10012pPp總損耗確定后：總損耗確定后：雜散損耗包括：雜散損耗包括：漏磁渦流損耗漏磁渦流損耗 高次諧波表面損耗高次諧波表面損耗基本損耗包括：電樞基本鐵耗基本損耗包括：電樞基本鐵耗 電樞基本銅耗電樞基本銅耗 勵磁損耗勵磁損耗 機械損耗機械損耗Fepcuapcufpp同步電機的損耗分為基本損耗和雜散損耗。同步電機的損耗分為基本損耗

18、和雜散損耗。二、用電動勢、磁動勢圖求取額定勵磁電流和電壓調(diào)整率二、用電動勢、磁動勢圖求取額定勵磁電流和電壓調(diào)整率paXI jRIUEXXp1）求出額定情況下發(fā)電機）求出額定情況下發(fā)電機的氣隙電動勢。的氣隙電動勢。發(fā)電機空載特性發(fā)電機空載特性 ， 電樞電阻電樞電阻Ra、電樞漏抗電樞漏抗 XP、額定電流時電樞等效磁動勢額定電流時電樞等效磁動勢 以及電機的額定數(shù)據(jù)以及電機的額定數(shù)據(jù)（ ）已知。則）已知。則測定額定勵磁電流和電壓調(diào)整測定額定勵磁電流和電壓調(diào)整率的方法：率的方法：fIfE 0aaFkNNNIUcos,大型電機，不好帶負載，因此用考慮飽和時電動勢磁動勢矢相量圖求。大型電機，不好帶負載，因此

19、用考慮飽和時電動勢磁動勢矢相量圖求。用電動勢用電動勢-磁動勢圖確定同步發(fā)電機的磁動勢圖確定同步發(fā)電機的IfN和和UUEE0EuFfFaaFkFfFffIF ,UIaaFkaRIpXI j 空載特性空載特性2）在空載曲線上查取合成磁動勢在空載曲線上查取合成磁動勢F。3）根據(jù)根據(jù) 求出勵磁磁動勢求出勵磁磁動勢FfNaafNFkFFffNfNNFI4）求額定勵磁電流求額定勵磁電流IfN5）求額定勵磁下的空載電動勢求額定勵磁下的空載電動勢E0%1000fNfIINNUUEU6）求出電壓調(diào)整率求出電壓調(diào)整率用電動勢用電動勢-磁動勢圖確定同步發(fā)電機的磁動勢圖確定同步發(fā)電機的IfN和和UUEE0EuFfFa

20、aFkFfFffIF ,UIaaFkaRIpXI j 空載特性空載特性例例 6-15、有一臺、有一臺25000 kW 、10k V（星形聯(lián)結(jié)）、星形聯(lián)結(jié)）、cos=0.8（滯后）的滯后）的汽輪發(fā)電機，其空載、短路試驗的數(shù)據(jù)如下：汽輪發(fā)電機，其空載、短路試驗的數(shù)據(jù)如下：已知發(fā)電機的波梯電抗已知發(fā)電機的波梯電抗 ，基本鐵耗基本鐵耗 ，定子基本銅耗定子基本銅耗 雜散損耗雜散損耗 ，機械損耗機械損耗 ，勵磁繞組電阻勵磁繞組電阻 ，試求發(fā)電機的額試求發(fā)電機的額定勵磁電流、電壓調(diào)整率和額定效率。定勵磁電流、電壓調(diào)整率和額定效率。4320.pXkWpNUUFe138kWpNoIIcua14775kWp100

21、kWp260461075.ofRNU解：畫出空載曲線和短路曲線解：畫出空載曲線和短路曲線AUPINNN2180432.cos015050218043101473232.NcuaaIpRoooopNaNNjXI jRIUE54. 52 .6292432. 087.362 .180401505. 087.362 定氣隙電動勢：額定氣隙電動勢：oN8736.6080.sin.cosNN滯后，滯后，隱極電機隱極電機fI010020030040050050.01.11.41.51.EENI空載曲線空載曲線短路曲線短路曲線20.10.0851.421.NU從短路曲線知：從短路曲線

22、知：AIAIAIAIfkNf294,2 .1804280,1718對應(yīng)的漏磁磁動勢勵磁電流為對應(yīng)的漏磁磁動勢勵磁電流為18A。1350310000432021804.*pNXIRT漏磁磁動勢：漏磁磁動勢： 空載曲線上取一點空載曲線上取一點R，使使fI010020030040050050.01.11.41.51.EENIFRT空載曲線空載曲線短路曲線短路曲線20.10.0851.NU取取 ，在空載曲線上畫出，在空載曲線上畫出 ，查出合成磁動勢查出合成磁動勢F對應(yīng)勵磁電流，對應(yīng)勵磁電流，paXI jRIUE1UEAF165AIFkfaad27618294從短路特性求得的額定短路電流時從短路特性求得

23、的額定短路電流時電樞等效勵磁磁動勢對應(yīng)的勵磁電電樞等效勵磁磁動勢對應(yīng)的勵磁電流包括主極勵磁電流和漏磁勵磁電流包括主極勵磁電流和漏磁勵磁電流，因此額定電流時電樞等效磁動流，因此額定電流時電樞等效磁動勢對應(yīng)勵磁電流：勢對應(yīng)勵磁電流：fI010020030040050050.01.11.41.51.EENIFRT空載曲線空載曲線短路曲線短路曲線20.10.0851.NU97204610412101001026010138101471025000102500023333332212.fFecuaNpppppPPPP額定效率：額定效率：00420010011421001000.fNfIINNUUEu電壓

24、調(diào)整率：電壓調(diào)整率：4210.E額定激磁電動勢：額定激磁電動勢：aadaadfNFkFFkFFAIfN412額定主極勵磁磁動勢對應(yīng)的額定勵磁電流：額定主極勵磁磁動勢對應(yīng)的額定勵磁電流：fI010020030040050050.01.11.41.51.EENIFRT空載曲線空載曲線短路曲線短路曲線20.10.0851.NU第八節(jié)第八節(jié) 同步發(fā)電機與電網(wǎng)的并聯(lián)運行同步發(fā)電機與電網(wǎng)的并聯(lián)運行一、同步發(fā)電機投入并聯(lián)的條件和方法一、同步發(fā)電機投入并聯(lián)的條件和方法00UEU60pnf 0110444wkfNE.調(diào)勵磁調(diào)大小，調(diào)轉(zhuǎn)子瞬時速度調(diào)相位。調(diào)勵磁調(diào)大小，調(diào)轉(zhuǎn)子瞬時速度調(diào)相位。3）發(fā)電機激磁電動勢）發(fā)

25、電機激磁電動勢 應(yīng)與電網(wǎng)電壓應(yīng)與電網(wǎng)電壓 大小相等，相位相同；大小相等，相位相同；0EU2）發(fā)電機頻率應(yīng)與電網(wǎng)相同；）發(fā)電機頻率應(yīng)與電網(wǎng)相同；1）發(fā)電機相序應(yīng)與電網(wǎng)一致；）發(fā)電機相序應(yīng)與電網(wǎng)一致；1、投入并聯(lián)的條件、投入并聯(lián)的條件發(fā)電機投入并聯(lián)時的情況發(fā)電機投入并聯(lián)時的情況UQ0E電網(wǎng)V0EUUU0EU2、投入并聯(lián)的方法、投入并聯(lián)的方法a 、直接接法（直接接法（燈光黑暗法燈光黑暗法）1）準確整步法）準確整步法: 把發(fā)電機調(diào)整到完全合乎投入并聯(lián)的條件后投入電網(wǎng)。把發(fā)電機調(diào)整到完全合乎投入并聯(lián)的條件后投入電網(wǎng)。整步方法：準確整步法（準確同步法）和自整步法（自同步法）整步方法：準確整步法（準確同步法

26、）和自整步法（自同步法）2）自整步法（自同步法）自整步法（自同步法）b 、交叉接法（燈光旋轉(zhuǎn)法）交叉接法（燈光旋轉(zhuǎn)法）準確同步法的優(yōu)點：投入瞬間沒有電網(wǎng)和電機之間的電流沖擊。準確同步法的優(yōu)點：投入瞬間沒有電網(wǎng)和電機之間的電流沖擊。 缺點：同步手續(xù)比較繁雜，不適合快速并網(wǎng)。缺點：同步手續(xù)比較繁雜，不適合快速并網(wǎng)。優(yōu)點：投入迅速，不需要增添復(fù)雜裝置。優(yōu)點：投入迅速，不需要增添復(fù)雜裝置。缺點：投入時定子沖擊電流稍大。缺點：投入時定子沖擊電流稍大。直接接法的接線和相量圖a 、直接接法（燈光黑暗法）直接接法（燈光黑暗法）AUCUBUAUBUCU123nfIYBAXZCA123QABCABCV電網(wǎng)電網(wǎng)f待

27、投入的發(fā)電機f三個同步指示燈分別跨接在電網(wǎng)和發(fā)電機的對應(yīng)相之間。三個同步指示燈分別跨接在電網(wǎng)和發(fā)電機的對應(yīng)相之間。若頻率，三個燈將同時亮暗若頻率，三個燈將同時亮暗ff 若頻率，三個燈將不再閃爍若頻率，三個燈將不再閃爍ff 若相序不同，三個燈將輪流暗亮若相序不同，三個燈將輪流暗亮調(diào)發(fā)電機相序和轉(zhuǎn)速、電壓、相位到調(diào)發(fā)電機相序和轉(zhuǎn)速、電壓、相位到三個燈同時熄滅，且電壓表指示為三個燈同時熄滅，且電壓表指示為時，發(fā)電機滿足投入并聯(lián)條件。時，發(fā)電機滿足投入并聯(lián)條件。AUCUBUAUCUBU123b 、交叉接法（燈光旋轉(zhuǎn)法）交叉接法（燈光旋轉(zhuǎn)法）交叉接法的接線和相量圖順順序序旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)。三三燈燈按按若若頻頻率

28、率順順序序旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)。三三燈燈按按若若頻頻率率231321,ffffnfIYBAXZCA123QABCABCV電網(wǎng)電網(wǎng)f待投入的發(fā)電機fAUCUBUAUBUCU123燈接在和燈接在和之間，燈接在和之間，燈接在和之間，燈接在和之間，燈接在和之間之間若頻率，三個同步指示燈交替暗亮，形成燈光旋轉(zhuǎn)若頻率，三個同步指示燈交替暗亮，形成燈光旋轉(zhuǎn)ff 調(diào)發(fā)電機轉(zhuǎn)速、電壓、相位到燈滅，燈調(diào)發(fā)電機轉(zhuǎn)速、電壓、相位到燈滅，燈燈亮度相同，且電壓表指示為時，燈亮度相同，且電壓表指示為時，發(fā)電機滿足投入并聯(lián)條件發(fā)電機滿足投入并聯(lián)條件優(yōu)點：能看到電機頻率優(yōu)點：能看到電機頻率比電網(wǎng)頻率的高低。比電網(wǎng)頻率的高低。2、自整步法（

29、自同步法）、自整步法（自同步法）3）把發(fā)電機投入電網(wǎng)，后立即加上直流勵磁。依靠）把發(fā)電機投入電網(wǎng)，后立即加上直流勵磁。依靠定轉(zhuǎn)子間形成的電磁轉(zhuǎn)矩把轉(zhuǎn)子自動牽入同步。定轉(zhuǎn)子間形成的電磁轉(zhuǎn)矩把轉(zhuǎn)子自動牽入同步。2）按規(guī)定方向把發(fā)電機拖到接近于同步轉(zhuǎn)速，勵）按規(guī)定方向把發(fā)電機拖到接近于同步轉(zhuǎn)速，勵磁繞組經(jīng)限流電阻短接。磁繞組經(jīng)限流電阻短接。1）檢驗發(fā)電機相序）檢驗發(fā)電機相序自同步法步驟：自同步法步驟：自整步法的接線示意圖自整步法的接線示意圖nfIYBAXZC待投入的發(fā)電機NSsnnfIYBAXZC待投入的發(fā)電機NSsn勵磁勵磁電源電源fI0S0N二、與電網(wǎng)并聯(lián)時同步發(fā)電機的功角特性二、與電網(wǎng)并聯(lián)時同

30、步發(fā)電機的功角特性1、功角特性、功角特性激磁電動勢激磁電動勢 和端電壓和端電壓 之間夾角之間夾角叫功率角，當叫功率角，當E0和和U保持不變保持不變時，發(fā)電機發(fā)出的電磁功率與功率角之間的關(guān)系時，發(fā)電機發(fā)出的電磁功率與功率角之間的關(guān)系 為功角為功角特性。特性。0EU fPe通過功角特性可以分析同步電機接在電網(wǎng)上運行時發(fā)出的有功功率、通過功角特性可以分析同步電機接在電網(wǎng)上運行時發(fā)出的有功功率、機組的穩(wěn)定性，還可以說明發(fā)電機與電動機之間的聯(lián)系和轉(zhuǎn)化。機組的穩(wěn)定性，還可以說明發(fā)電機與電動機之間的聯(lián)系和轉(zhuǎn)化。qdsaaeXXXRRmImUIP,cos大大中中型型電電機機，2電磁功率：電磁功率：cosmUI

31、Pe輸出電功率輸出電功率0sinsincoscoscos000mUImUIPesincosdqIImU21121200sinsinsincoscossindqddqeXXmUXEmUXUEmUXUmUP從而有：從而有：ddddqqqqXUEIUEXIXUIUXIcoscossinsin00而而: 1）凸極同步電機）凸極同步電機不計電樞電阻時凸極同步發(fā)電機相量圖不計電樞電阻時凸極同步發(fā)電機相量圖qqddXI jXI jUE00dIqI0 IUqqXI jddXI j0E同步電機的功角特性：同步電機的功角特性：2112120sinsindqdeXXmUXEmUP電動機狀態(tài)發(fā)電機狀態(tài), 0,0180

32、, 0,1800PePeoooodqeodeoXXUmPXUEmP11245902201maxmax,。磁阻功率，附加電磁功率基本電磁功率；2sin1121,sin2201dqedeXXmUPXEmUP同步電機的功角特性ePeP1eP2eP0180018009004500電動機發(fā)電機2112120sinsindqdeXXmUXEmUPmax1max2eePPq 同步電機的功角特性ePeP1eP2eP0180018009004500電動機發(fā)電機02cos11cos20dqdeXXmUXEmUddP令：令：得：得：5 . 08181arccos2maxqqmaxmaxmax1maxcos21sin

33、qPPeesqdXXX2）隱極電機）隱極電機sinsinsinsdqdeXEmUXXmUXEmUP02021121同步電機的功角特性同步電機的功角特性ePeP0180018009000電動機電動機發(fā)電機發(fā)電機2、功率角、功率角的含意的含意凸極同步發(fā)電機凸極同步發(fā)電機時時-空統(tǒng)一矢量圖空統(tǒng)一矢量圖0dIqI0 IUaRIqqXI jddXI j0EUB0B功率角是時間相量功率角是時間相量 與與 之間的相角差。之間的相角差。0EUU激磁電動勢激磁電動勢 由主磁場由主磁場 感應(yīng)產(chǎn)生感應(yīng)產(chǎn)生;電樞端電壓電樞端電壓 （電網(wǎng)電壓）可認為（電網(wǎng)電壓）可認為由電樞合成磁場由電樞合成磁場 （包括主磁場、（包括主

34、磁場、電樞反應(yīng)磁場和電樞漏磁場）感應(yīng)電樞反應(yīng)磁場和電樞漏磁場）感應(yīng)產(chǎn)生；產(chǎn)生；在時在時-空統(tǒng)一矢量圖中，空統(tǒng)一矢量圖中， 和和 分分別超前于別超前于 和和 以以 電角度；電角度；于是可近似認為功率角于是可近似認為功率角是主極磁場是主極磁場 與電樞合成磁場與電樞合成磁場 之間的空間相角之間的空間相角差。差。0E0BUB0E0BUUB0900BUB功率角功率角的含意的含意發(fā)電機發(fā)電機功率角的近似空間表達功率角的近似空間表達N0NS0S主極主極sneT表征定子合成磁場的等效磁極凸極同步發(fā)電機凸極同步發(fā)電機時時-空統(tǒng)一矢量圖空統(tǒng)一矢量圖0dIqI0 IUaRIqqXI jddXI j0EUB0B三、有

35、功功率的調(diào)節(jié)和靜態(tài)穩(wěn)定三、有功功率的調(diào)節(jié)和靜態(tài)穩(wěn)定01020, 0, 0sin, 0,TTTXUEmPPUEese開始投入并聯(lián)時：開始投入并聯(lián)時：1、有功功率的調(diào)節(jié)、有功功率的調(diào)節(jié)（以隱極電機為例）同步發(fā)電機與電網(wǎng)并聯(lián)時有功功率的調(diào)節(jié)sXE ，0Ua）000EUb）把容量極大的恒頻恒壓的交流電網(wǎng)叫作無窮大電網(wǎng)把容量極大的恒頻恒壓的交流電網(wǎng)叫作無窮大電網(wǎng) 。同步發(fā)電機并聯(lián)到無窮大電網(wǎng)后，其頻率和端電壓將受到電網(wǎng)同步發(fā)電機并聯(lián)到無窮大電網(wǎng)后，其頻率和端電壓將受到電網(wǎng)的約束而與電網(wǎng)相一致。的約束而與電網(wǎng)相一致。01020sin, 0,TTTXUEmPPIUEese輸出有功功率產(chǎn)生超前增加原動機輸入功

36、率，轉(zhuǎn)子磁場瞬間加速，轉(zhuǎn)子磁場將超前，從而增加原動機輸入功率，轉(zhuǎn)子磁場瞬間加速，轉(zhuǎn)子磁場將超前，從而I0EUsXI jc）ePePAmaxeP00900180d） 可見，要增加發(fā)電可見，要增加發(fā)電機輸出有功功率，必須機輸出有功功率，必須增加原動機的輸出功率，增加原動機的輸出功率，使功率角使功率角增大，電磁增大，電磁功率和輸出功率相應(yīng)增功率和輸出功率相應(yīng)增加；直到加；直到 時，電時，電磁功率達到極限值。磁功率達到極限值。0902、靜態(tài)穩(wěn)定、靜態(tài)穩(wěn)定（以隱極電機為例）為臨界為臨界運行不穩(wěn)定，運行不穩(wěn)定，運行穩(wěn)定，運行穩(wěn)定，000ddPddPddPeeesinseXUEmP0ddPe :整步功率系數(shù)

37、。整步功率系數(shù)。與無窮大電網(wǎng)并聯(lián)時同步發(fā)電機的靜態(tài)穩(wěn)定性與無窮大電網(wǎng)并聯(lián)時同步發(fā)電機的靜態(tài)穩(wěn)定性ePePeePPAABBePePAB090018000ddPe0ddPe0ddPeddPe穩(wěn)定穩(wěn)定不穩(wěn)定不穩(wěn)定 發(fā)電機運行在發(fā)電機運行在A點（點（ ）能抗干擾，運行穩(wěn)定。）能抗干擾，運行穩(wěn)定。運行在運行在B點（點（ ），受擾動影響時運行不穩(wěn)定。），受擾動影響時運行不穩(wěn)定。090A090B cosseXUEmddP021120coscosqddeXXmUXUEmddP009045 在在臨臨界界功功率率角角2112120sinsinqddeXXmUXUEmP對于凸極發(fā)電機：對于凸極發(fā)電機：cosseXU

38、EmddP0運行不穩(wěn)定，運行不穩(wěn)定，運行穩(wěn)定，運行穩(wěn)定，009090對于隱極發(fā)電機：對于隱極發(fā)電機：3、過載能力、過載能力NepPPkmax發(fā)電機最大電磁功率與額定功率之比發(fā)電機最大電磁功率與額定功率之比02614030.,pooNk氣輪發(fā)電機：氣輪發(fā)電機：Npksin1隱極電機：隱極電機： 從兩個公式看出從兩個公式看出 發(fā)電機最大功率和整步系數(shù)正比于發(fā)電機最大功率和整步系數(shù)正比于 ，反比，反比于于 ，所以增大勵磁、減小同步電抗可提高功率極限和靜態(tài)穩(wěn)定性。，所以增大勵磁、減小同步電抗可提高功率極限和靜態(tài)穩(wěn)定性。0ESXooN3020 水輪發(fā)電機：水輪發(fā)電機：21120coscosqddeXXm

39、UXUEmddP2112120sinsinqddeXXmUXUEmP功角特性功角特性整步功率系數(shù)整步功率系數(shù)四、無功功率的調(diào)節(jié)四、無功功率的調(diào)節(jié)為正常勵磁電流。此時理想并網(wǎng)，fIIUE, 1cos, 0, 0,0U0E1、發(fā)電機在理想狀態(tài)下并聯(lián)合閘到電網(wǎng)。、發(fā)電機在理想狀態(tài)下并聯(lián)合閘到電網(wǎng)。 以隱極電機來說明并聯(lián)在電網(wǎng)上的同步發(fā)電機無功功率的調(diào)節(jié)。以隱極電機來說明并聯(lián)在電網(wǎng)上的同步發(fā)電機無功功率的調(diào)節(jié)。忽略電樞電阻和磁飽和的影響。忽略電樞電阻和磁飽和的影響。為過勵磁電流。向電網(wǎng)提供感性電流。為去磁的純無功，為滯后fsfIUIjXUEIIUEI,90,) 1000為欠勵磁電流。向電網(wǎng)提供容性電流

40、。增磁的純無功，為超前fsfIUIjXUEIIUEI,90,)20 0 0I0EI 0E發(fā)電機處于純無功補償運行發(fā)電機處于純無功補償運行保持原動機功率不變保持原動機功率不變:U0E這時輸出全部為有功。正常勵磁電流作為時的同相，與取,1cos, 0fIIU1）正常勵磁時）正常勵磁時常值常值sinseXUEmP0常值常值cosmUIP2忽略電樞電阻和飽和影響忽略電樞電阻和飽和影響,根據(jù)功率平衡根據(jù)功率平衡常值cosI常值sin0EU和和Xs為定值為定值:2、發(fā)電機帶有功負載時無功功率的調(diào)節(jié)、發(fā)電機帶有功負載時無功功率的調(diào)節(jié)0EUIsXI j過過 做水平線做水平線AB，過，過 作垂線作垂線CD。0E

41、I以端電壓以端電壓 為水平參考相量作相量圖，相量為水平參考相量作相量圖，相量 垂直于垂直于 。UsXI jU改變勵磁電流大小，激磁電改變勵磁電流大小，激磁電動勢將變化，但相量動勢將變化，但相量 端點端點只能落在水平線只能落在水平線AB上，相量上，相量 端點只能落在垂線端點只能落在垂線CD上。上。I0EABCD0EUI常常值值cosI常值sin0EsXI j常值cosI常值sin0E。輸出有功和超前的無功超前增大，,0, 0 0 OffUIEEII3）欠勵磁）欠勵磁:輸出有功和滯后無功。滯后減小，,0,000UIEEIIff2）過勵磁）過勵磁:0EsXI jIABCD0EUI常常值值cosI常值

42、sin0EsXI j 0E IsXI j 五、功率因數(shù)變化時發(fā)電機的輸出能力五、功率因數(shù)變化時發(fā)電機的輸出能力輸出能力曲線：當發(fā)電輸出能力曲線：當發(fā)電機的端電壓保持為額定機的端電壓保持為額定值，輸出的有功功率為值，輸出的有功功率為P P時，允許輸出的最大無時，允許輸出的最大無功功率功功率 Q Q與有功功率與有功功率 P P之間的關(guān)系之間的關(guān)系 Q=fQ=f（P P），），就稱為發(fā)電機的輸出能就稱為發(fā)電機的輸出能力曲線。力曲線。1 1、輸出能力曲線、輸出能力曲線N N點是額定點。點是額定點。 在在NANA段，受電樞繞組段，受電樞繞組溫升限制，電樞電流保持溫升限制，電樞電流保持為額定值為額定值I

43、IN N，發(fā)電機的功，發(fā)電機的功率因數(shù)從率因數(shù)從coscosN N逐步上升逐步上升到到1 1，從，從N N點到點到A A點，電樞反點，電樞反應(yīng)的去磁作用逐步減少，應(yīng)的去磁作用逐步減少，所需的勵磁電流亦逐步減所需的勵磁電流亦逐步減少，發(fā)電機輸出能力主要少，發(fā)電機輸出能力主要受電樞電流（或者說電樞受電樞電流（或者說電樞繞組溫升）的限制。繞組溫升）的限制。 在在NBNB段，由于功率因段，由于功率因數(shù)降低，則電樞反應(yīng)的去數(shù)降低，則電樞反應(yīng)的去磁作用增大，為保持瑞電磁作用增大，為保持瑞電壓為額定電壓，在功率因壓為額定電壓，在功率因數(shù)降低時，應(yīng)當同時減少數(shù)降低時，應(yīng)當同時減少電樞電流和輸出的視在功電樞電流

44、和輸出的視在功率值。率值。因此從因此從N N點到點到B B點，點，電樞電流逐步減少，發(fā)電電樞電流逐步減少，發(fā)電機的輸出能力主要受勵磁機的輸出能力主要受勵磁電流（或者說勵磁繞組溫電流（或者說勵磁繞組溫升）的限制。升）的限制。勵磁電流保勵磁電流保持為持為I IfNfN，功率因數(shù)從，功率因數(shù)從COSCOSN N逐步下降到逐步下降到0 0。 輸出能力曲線對發(fā)電輸出能力曲線對發(fā)電廠和電力系統(tǒng)的調(diào)度人員十廠和電力系統(tǒng)的調(diào)度人員十分有用，按照此曲線運行，分有用，按照此曲線運行，一方面能使發(fā)電機充分發(fā)揮一方面能使發(fā)電機充分發(fā)揮其能力，另一方面又保證了其能力，另一方面又保證了發(fā)電機的安全、可靠運行。發(fā)電機的安全

45、、可靠運行。2 2、輸出能力曲線的求取、輸出能力曲線的求取為簡單計，設(shè)發(fā)電機為隱極為簡單計，設(shè)發(fā)電機為隱極機，且不計電樞電阻和磁飽機，且不計電樞電阻和磁飽和的影響。和的影響。1 1）先確定額定點）先確定額定點：從原點起從原點起作直線作直線ONON，使，使ONON與橫坐標間與橫坐標間的夾角等于額定功率因數(shù)角的夾角等于額定功率因數(shù)角coscosN N，ONON的長度等于發(fā)電機的長度等于發(fā)電機的額定容量的額定容量S SN N，即可得到，即可得到N N點。點。2 2）NANA段段NANA段受制于電樞繞組的溫升；段受制于電樞繞組的溫升；NANA段上各運行點的電樞電流始終段上各運行點的電樞電流始終保持為額

46、定電流保持為額定電流I IN N。于是在于是在NANA段上，段上，P P和和Q Q的關(guān)系為的關(guān)系為NANA段的段的P PQ Q曲線是一條以原點曲線是一條以原點0 0為圓心、為圓心、ONON為半徑的圓弧。為半徑的圓弧。2N22SQP3 3）NBNB段段NBNB段主要受制于勵磁繞組的溫升段主要受制于勵磁繞組的溫升；NBNB上各運行點的勵磁電流保持為上各運行點的勵磁電流保持為I IfNfN（不計磁飽和時，就是使激磁電動勢（不計磁飽和時，就是使激磁電動勢保持為保持為 E E0N0N）。）。cosjIXsinIXUX-jI0UXI jUESSNS0S0N從而有從而有22SN2S0NIcosIsinXUX

47、E22S2N2SN0NPQX3UXU3E上式兩端分別乘以上式兩端分別乘以得得2N3UNBNB段的段的P PQ Q曲線為：曲線為：以以O(shè)O點（坐標為點（坐標為 ）為圓心，為圓心， 為半徑的為半徑的圓弧。圓弧。S2NX3U,0SN0NXU3E第九節(jié)第九節(jié) 同步電動機與同步補償機同步電動機與同步補償機一、同步電動機的電壓方程和相量圖一、同步電動機的電壓方程和相量圖,ooeP01800ooooePU為驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，滯后于cossinmUIXEmUPse0沿用發(fā)電機慣例時隱極同步電動機沿用發(fā)電機慣例時隱極同步電動機的相量圖的相量圖IU0EsXI jaRI1、沿用發(fā)電機慣例，以輸出電

48、樞電流為正方向、沿用發(fā)電機慣例，以輸出電樞電流為正方向2、用電動機慣例，以輸入電樞電流為正方向、用電動機慣例，以輸入電樞電流為正方向IIMoMooMo9090909001）隱極電機：）隱極電機：saXI jRIUE0發(fā)電機慣例發(fā)電機慣例sMaMsaXI jRIEXIjRIEU00電動機慣例電動機慣例電動機慣例隱極同步電動機相量圖和等效電電動機慣例隱極同步電動機相量圖和等效電路路IIMUMMM0sMXI jaMRIaIIMaRU0EsXb0E當當 超前超前 時，時， 取正值，當取正值，當 滯后滯后 時，時， 取負值，取負值，MIUMIUMM當當 超前超前 時，時， 取正值，當取正值，當 滯后滯后

49、 時，時， 取負值，取負值，MI0EMI0EM0M02）凸極同步電動機）凸極同步電動機qMaMQqqMddMaMqqddaXI jRIEXI jXI jRIEXIjXIjRIEU00qqddaXI jXI jRIUE0qaqddqqddaqddQXI jRIUXXI jXI jXI jRIUXXI jEE0aMMqMMMRIUXIUcossinarctan0電樞反應(yīng)電樞反應(yīng) 超前超前 為去磁，為去磁， 滯后滯后 為增磁為增磁MI0EMI0E, IIM采用電動機慣例后采用電動機慣例后qMaMQqqMddMaMXI jRIEXI jXI jRIEU0電動機慣例凸極同步電動機的相量圖電動機慣例凸極同

50、步電動機的相量圖IdMIqMIIIMUaMRIqqMXI jddMXI j0EMMM0qMXIdddMXXI jQE二、同步電動機的功角特性、功率方程和轉(zhuǎn)矩方程二、同步電動機的功角特性、功率方程和轉(zhuǎn)矩方程MdqMdeXXmUXEmUP2112120sinsinMdqsMdsseeXXmUXEmUPT211220sinsinsPT22輸出轉(zhuǎn)矩輸出轉(zhuǎn)矩sFeppT0 空載轉(zhuǎn)矩空載轉(zhuǎn)矩seePT 電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩20TTTe轉(zhuǎn)矩方程：轉(zhuǎn)矩方程：2PppPFeeecuaPpP1從電網(wǎng)輸入電功率：從電網(wǎng)輸入電功率：采用電動機慣例，把采用電動機慣例，把 滯后滯后 的功率角規(guī)定為正值，的功率角規(guī)定為正值，

51、表示。表示。0EUM三、同步電動機的工作特性三、同步電動機的工作特性220220200PTPTTPPTTTTeese增大時，增大時，時時,ppRmIPmUIPFeaMMM221coscos常常值值，22200PPP后后，過過，時時max2Pf3）效率特性）效率特性2PfIM2）電樞電流特性）電樞電流特性2PfTe1）轉(zhuǎn)矩特性）轉(zhuǎn)矩特性2PfITIIUUMMefNfNcos,、時時1、工作特性、工作特性MMeITcos,同步電動機工作特性同步電動機工作特性025. 05 . 075. 000. 12P0I0TMcosMIeT忽略電樞電阻，電樞電流與輸出功率成正比。忽略電樞電阻，電樞電流與輸出功率

52、成正比。4）功率因數(shù)特性）功率因數(shù)特性2PfMcoscefkPEImax05）過載能力）過載能力超超前前電電流流不不變變，時時的的勵勵磁磁、保保持持MMNPPPcoscos212曲線曲線3：滯滯后后。由由超超前前變變?yōu)闉殡婋娏髁鞑徊蛔冏儯瑫r時的的勵勵磁磁、保保持持MMNPPPcoscos2122曲線曲線2：滯滯后后時時的的勵勵磁磁電電流流不不變變，、保保持持MMPPcoscos2210曲線曲線1：不同勵磁時的功率因數(shù)特性不同勵磁時的功率因數(shù)特性025. 05 . 075. 000. 12P2 . 04 . 06 . 08 . 00 . 18 . 06 . 0Mcos超前超前滯后滯后123Mdq

53、MdeXXmUXEmUP2112120sinsin2、有功功率、端電壓不變電樞電流與勵磁電流關(guān)系、有功功率、端電壓不變電樞電流與勵磁電流關(guān)系fMeNIfIPUU常值，常值，,常常值值MMIcos常常值值MMmUIPcos1常值常值MseXUEmPsin0常值常值MEsin0電樞電阻和磁飽和忽略不計，調(diào)勵磁前后輸出功率不變電樞電阻和磁飽和忽略不計，調(diào)勵磁前后輸出功率不變,則有：則有： 若若 時勵磁時勵磁為正常勵磁，則增大勵磁，為正常勵磁，則增大勵磁，電樞電流增大且超前，電機電樞電流增大且超前，電機輸入超前的無功功率，發(fā)出輸入超前的無功功率，發(fā)出滯后的無功功率。減小勵磁，滯后的無功功率。減小勵磁，

54、電樞電流增大且滯后，電機電樞電流增大且滯后，電機輸入滯后的無功功率。輸入滯后的無功功率。1Mcos恒功率、變勵磁時隱極同步電動機的相量圖恒功率、變勵磁時隱極同步電動機的相量圖常常值值MMIcosCMIMIU MIDAB常值常值MEsin00E0E 0EsMXI j sMXI jsMXI jLMMsePmUIXUEmPcosmax0穩(wěn)定極限：穩(wěn)定極限： 調(diào)節(jié)勵磁電流可調(diào)節(jié)電動機的無功調(diào)節(jié)勵磁電流可調(diào)節(jié)電動機的無功電流和功率因數(shù)。電流和功率因數(shù)。同步電動機的同步電動機的V形曲線形曲線MIfI0 ePeP0eP正常激勵正常激勵欠勵欠勵過勵過勵滯后滯后超前超前1Mcos穩(wěn)定極限穩(wěn)定極限V形曲線最低點為

55、正常勵磁、形曲線最低點為正常勵磁、 的工作點；其右側(cè)為過勵狀態(tài)，功率因的工作點；其右側(cè)為過勵狀態(tài)，功率因數(shù)超前；左側(cè)為欠勵狀態(tài)，功率因數(shù)滯數(shù)超前；左側(cè)為欠勵狀態(tài)，功率因數(shù)滯后。后。1Mcos3、V形曲線：不同有功功率時電樞電流和勵磁電流的關(guān)系曲線。形曲線：不同有功功率時電樞電流和勵磁電流的關(guān)系曲線。四、同步電動機的起動四、同步電動機的起動 同步電動機在轉(zhuǎn)子上裝有類似異步電動機籠型繞組的起動繞組。同步電動機在轉(zhuǎn)子上裝有類似異步電動機籠型繞組的起動繞組。先將同步機異步起動先將同步機異步起動,待轉(zhuǎn)速到接近同步速時投入勵磁待轉(zhuǎn)速到接近同步速時投入勵磁,電機牽入同步電機牽入同步.3、異步起動、異步起動

56、選用和同步電機極數(shù)相同的異步電機（選用和同步電機極數(shù)相同的異步電機（515P2N）來拖動來拖動同步電動機，當轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速時用自整步法牽入同步。同步電動機，當轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速時用自整步法牽入同步。2、輔助電動機起動、輔助電動機起動pfn601、變頻起動、變頻起動 用變頻器從零頻率開始變頻起動用變頻器從零頻率開始變頻起動,當電動機轉(zhuǎn)速達到同步頻率當電動機轉(zhuǎn)速達到同步頻率轉(zhuǎn)速時轉(zhuǎn)速時,將電動機投入工頻網(wǎng)將電動機投入工頻網(wǎng)異步起動的過程：異步起動的過程：3）將勵磁繞組與直流勵磁電源接通，旋轉(zhuǎn)磁場將轉(zhuǎn)子牽入同步。）將勵磁繞組與直流勵磁電源接通，旋轉(zhuǎn)磁場將轉(zhuǎn)子牽入同步。1）用電阻短接轉(zhuǎn)子上勵磁繞組。）

57、用電阻短接轉(zhuǎn)子上勵磁繞組。2）定子繞組接通電源，異步起動轉(zhuǎn)速至）定子繞組接通電源，異步起動轉(zhuǎn)速至 。snn%95同步電動機異步起動時的轉(zhuǎn)矩曲線同步電動機異步起動時的轉(zhuǎn)矩曲線s050.1T合成轉(zhuǎn)矩合成轉(zhuǎn)矩異步轉(zhuǎn)矩異步轉(zhuǎn)矩單軸轉(zhuǎn)矩單軸轉(zhuǎn)矩 aLTs050.1T1R2R3R異步轉(zhuǎn)矩異步轉(zhuǎn)矩321RRR 合成轉(zhuǎn)矩單軸轉(zhuǎn)矩單軸轉(zhuǎn)矩 b異步起動時，當勵磁繞組上流過感應(yīng)電流時，勵磁繞組電流與定異步起動時，當勵磁繞組上流過感應(yīng)電流時，勵磁繞組電流與定子旋轉(zhuǎn)磁場作用，產(chǎn)生轉(zhuǎn)差率為子旋轉(zhuǎn)磁場作用，產(chǎn)生轉(zhuǎn)差率為0.5的單軸轉(zhuǎn)矩。的單軸轉(zhuǎn)矩。1）勵磁繞組短接電阻大，勵磁繞組電壓高，會損壞絕緣。）勵磁繞組短接電阻大，勵

58、磁繞組電壓高，會損壞絕緣。2）短接電阻小，單軸轉(zhuǎn)矩影響大，造成電機爬行在）短接電阻小，單軸轉(zhuǎn)矩影響大，造成電機爬行在0.5ns附近，附近，無法起動到同步速。無法起動到同步速。 一般短接電阻為勵磁繞組電阻的一般短接電阻為勵磁繞組電阻的510倍。倍。五、同步補償機五、同步補償機結(jié)構(gòu)特點：沒有軸伸端，機械結(jié)構(gòu)要求較低。結(jié)構(gòu)特點：沒有軸伸端，機械結(jié)構(gòu)要求較低。 允許同步電抗稍大，氣隙較小，電允許同步電抗稍大，氣隙較小，電 機用銅較少，造價低。機用銅較少，造價低。 轉(zhuǎn)子裝有起動繞組。轉(zhuǎn)子裝有起動繞組。額定容量：按過勵時所能補償?shù)臒o功功率來確額定容量：按過勵時所能補償?shù)臒o功功率來確 定，容量主要受定、轉(zhuǎn)子

59、溫升的限定，容量主要受定、轉(zhuǎn)子溫升的限 制。制。2、同步補償機的額定容量和結(jié)構(gòu)特點、同步補償機的額定容量和結(jié)構(gòu)特點1、原理、原理 視為空載運行的同步電動機，過勵時，視為空載運行的同步電動機，過勵時，補償機從電網(wǎng)吸收超前無功電流，欠勵時，補償機從電網(wǎng)吸收超前無功電流，欠勵時，從電網(wǎng)吸收滯后的無功功率。從電網(wǎng)吸收滯后的無功功率。用于改善電網(wǎng)功率因數(shù)、不帶任何機械負載的同步電動機。用于改善電網(wǎng)功率因數(shù)、不帶任何機械負載的同步電動機。在電網(wǎng)受電端裝設(shè)補償機后在電網(wǎng)受電端裝設(shè)補償機后電網(wǎng)電流相量圖電網(wǎng)電流相量圖UIcIaI在電網(wǎng)受電端裝設(shè)補償機在電網(wǎng)受電端裝設(shè)補償機感感補補同步發(fā)電機同步發(fā)電機輸電線輸電

60、線IaIcIU例例 6-28、有一臺同步電動機接到無窮大電網(wǎng)，電動機在額定電壓下運、有一臺同步電動機接到無窮大電網(wǎng)，電動機在額定電壓下運行，已知電動機的同步電抗行，已知電動機的同步電抗 ，定子電流為額定電流，定子電流為額定電流時功率角時功率角 ，試求：，試求：（1）此時的）此時的 和和 ；（2）該勵磁下電動機的過載能力；該勵磁下電動機的過載能力；（3）在此負載轉(zhuǎn)矩下電動機能保持同步運行的最低）在此負載轉(zhuǎn)矩下電動機能保持同步運行的最低 ；（4）轉(zhuǎn)子失去勵磁時電動機的最大電磁功率（標么值）。轉(zhuǎn)子失去勵磁時電動機的最大電磁功率（標么值）。5080.,.qdXXoN250E0EcosaMqMMIRUI