電機(jī)學(xué)小結(jié)主要內(nèi)容：變壓器溝通繞組異步電機(jī)〔電動機(jī)〕同步電機(jī)〔發(fā)電機(jī)〕直流電機(jī)1四川大學(xué)電氣信息學(xué)院2023年12月11日第一部份變壓器其次章至第四章都要求把握變壓器的類型和根本構(gòu)造變壓器運(yùn)行原理三相變壓器第五章要求了解不對稱的分析方法之一——對稱重量法;把握變壓器的序阻抗2023/12/5zcb2其次章變壓器的類型和根本構(gòu)造變壓器的用途和分類變壓器的根本構(gòu)造鐵芯(core)：構(gòu)成變壓器的磁路,同時(shí)又起著器身的骨架作用。帶絕緣的繞組(windings)：構(gòu)成變壓器的電路,它是變壓器輸入和輸出電能的電氣回路。變壓器油：兩個(gè)作用：①在變壓器繞組與繞組、繞組與鐵心及油箱之間起絕緣作用。②變壓器油受熱后產(chǎn)生對流，對變壓器鐵心和繞組起散熱作用。油箱及附件2023/12/5zcb3變壓器的額定值值得留意：〔1〕二次額定電壓U2N是當(dāng)一次繞組外施額定電壓而二次側(cè)空載〔開路〕是的電壓。〔2〕三相變壓器：指線值2023/12/5zcb4其次章變壓器的類型和根本構(gòu)造第三章變壓器根本運(yùn)行原理單相雙繞組電磁關(guān)系2023/12/5zcb5磁勢平衡電流平衡1〕主磁路局部2023/12/5zcb6激磁〔空載〕電流i0與主磁通的關(guān)系〔1〕大小關(guān)系〔磁化曲線〕i0

0〔2〕波形與相位關(guān)系當(dāng)磁通為正弦波，由于磁路飽和，激磁電流為尖頂波。當(dāng)激磁電流為正弦波，由于磁路飽和，磁通為平頂波。磁通與激磁電流同相位。尖頂波激磁電流主要可以分解為基波和三次諧波。單相雙繞組電磁關(guān)系2023/12/5zcb7磁通與感應(yīng)電勢的關(guān)系〔1〕大小關(guān)系〔2〕波形關(guān)系當(dāng)主磁通為正弦波，感應(yīng)電勢為正弦波。當(dāng)主磁通為平頂波，感應(yīng)電勢為尖頂波。感應(yīng)電勢滯后磁通90

相位。平頂波激磁電流主要可以分解為基波和三次諧波。當(dāng)變壓器制造好之后，鐵芯中取決于外施電壓，假設(shè)U、f不變,大小根本不變；從空載到負(fù)載，由于原邊漏阻抗壓降略微增加，稍有減小。單相雙繞組電磁關(guān)系2023/12/5zcb8飽和時(shí)正弦波平頂波尖頂波尖頂波正弦波正弦波三者波形關(guān)系單相雙繞組電磁關(guān)系

i0

e1，感應(yīng)電勢看成為空載電流在阻抗上的阻抗壓降：xm為勵磁電抗，對應(yīng)于主磁通的電抗；rm為勵磁電阻，對應(yīng)于鐵心鐵耗的等效電阻：rm與xm均特殊數(shù)〔隨鐵心飽和而變化〕單相雙繞組電磁關(guān)系激磁等效參數(shù)2023/12/5zcb2023/12/5zcb10(1)當(dāng)

越大，鐵芯越飽和，xm

越小(2)但鐵芯飽和后，稍一增大，I0便增大很多。故激磁等效參數(shù)漏磁路等效參數(shù)2023/12/5zcb11漏磁路大局部由氣隙組成，不存在飽和，故而x1

稱為一次側(cè)漏電抗L1

漏電感

=CL1

=Cx1

=C單相雙繞組電磁關(guān)系2023/12/5zcb12繞組折算所謂折算，就是把一次和二次繞組的匝數(shù)變換成同一匝數(shù)的方法，即把實(shí)際變壓器模擬為變比為1的等效變壓器來爭論。折算原則：在折算前后，變壓器內(nèi)部的電磁關(guān)系確定不能轉(zhuǎn)變，所以折算是在磁勢、功率、損耗和漏磁場儲能等均保持不變的原則下進(jìn)展的。折算方法：〔如將付邊各量折算到原邊〕單相雙繞組等效電路2023/12/5zcb13

用一、二次繞組的電壓之比來表示變壓器的變比：留意：假設(shè)三相變壓器原一二次側(cè)連接方式不同假設(shè)為并聯(lián)運(yùn)行或電力系統(tǒng)計(jì)算，承受線電勢之比Y/d〔〕聯(lián)結(jié)D〔〕/Y聯(lián)結(jié)變比單相雙繞組等效電路假設(shè)為等效電路計(jì)算，承受原邊付邊相電勢〔壓〕之比；2023/12/5zcb14r1

x１

xmrm等效電路1〕等效電路代表的物理意義x1

是原繞組的漏電抗,表征漏磁通對電流的電磁效應(yīng),與匝數(shù)和幾何尺寸有關(guān)，均為常數(shù)。r1是原繞組的電阻。單相雙繞組等效電路2023/12/5zcb15

rm－激磁電阻,它是反映變壓器鐵耗大小的等效電阻，不能用伏安法測量。

xm－激磁電抗，xm=2

fLm=2

fN12

m

，反映了主磁通對電路的電磁效應(yīng)。

rm

、xm都隨磁路的飽和程度增加而減小。

x1

是與一次繞組漏磁通對應(yīng)的電抗；xm是與主磁通對應(yīng)的電抗。

x1

是常數(shù)，xm與磁路飽和有關(guān)，是一個(gè)變化量。單相雙繞組等效電路2023/12/5zcb162)參數(shù)大小受哪些因數(shù)影響？〔1〕繞組匝數(shù)的影響〔2〕電源電壓變化的影響〔3〕電源頻率變化的影響3〕參數(shù)的測定與計(jì)算〔折算與標(biāo)么值計(jì)算〕

空載試驗(yàn)可以測出變壓器的激磁阻抗參數(shù)。為了便于測試和安全，空載試驗(yàn)在低壓側(cè)施加電壓。

短路阻抗參數(shù)可通過短路試驗(yàn)測出。

為了便于測試與安全，短路試驗(yàn)常在高壓側(cè)加電源電壓，低壓側(cè)直接短路。單相雙繞組等效電路2023/12/5zcb17標(biāo)幺值基準(zhǔn)值的選取值得留意〔1〕額定相電壓和相電流作為相電壓和相電流的基準(zhǔn)值；額定電壓和電流作為線電壓和線電流的基準(zhǔn)值；〔2〕電阻、電抗和阻抗承受同一個(gè)基準(zhǔn)值，這些參數(shù)都是一相的值，所以阻抗基準(zhǔn)值是額定相電壓與額定相電流的比值；〔3〕變壓器有一、二次側(cè)繞組之分，一、二次側(cè)各物理量的基準(zhǔn)值，應(yīng)選擇各自側(cè)的額定值。單相雙繞組等效電路2023/12/5zcb18標(biāo)幺值計(jì)算值得留意：〔1〕額定電壓、額定電流和額定視在功率的標(biāo)幺值為1；〔2〕標(biāo)幺值計(jì)算時(shí)，原副邊不必再進(jìn)展折算?！?〕三相變壓器的標(biāo)幺值計(jì)算不需要區(qū)分相線值。〔4〕三相功率計(jì)算時(shí)承受標(biāo)幺值沒有系數(shù)3〔或〕。單相雙繞組等效電路2023/12/5zcb19指短路試驗(yàn)時(shí)，使短路電流到達(dá)額定值時(shí)所加的電壓。從正常運(yùn)行角度，希望短路阻抗越小越好，這樣內(nèi)部阻抗壓降就小，輸出電壓隨負(fù)載變化的波動就小；而從限制短路電流的角度，又希望短路阻抗大一些。短路電壓2023/12/5zcb20電壓變化率：

越大，

u越大確定時(shí)，u受短路阻抗的影響

感性負(fù)載時(shí)，

U為正；

容性負(fù)載，U可正可負(fù)。實(shí)際運(yùn)行中一般是感性負(fù)載，端電壓下降5~8%。變壓器的運(yùn)行特性2023/12/5zcb21U2*

0cos

=0.8(滯后)cos

=0.8(超前)cos

=111變壓器的外特性變壓器的運(yùn)行特性2023/12/5zcb2201.0

max0.60.8

當(dāng)變壓器銅耗=鐵耗有最大效率變壓器的效率特性第四章三相變壓器三相變壓器的磁路系統(tǒng)〔單獨(dú)理解最簡潔〕三相變壓器的電路系統(tǒng)——繞組的聯(lián)結(jié)方式和聯(lián)結(jié)組〔最重要〕三相變壓器繞組聯(lián)結(jié)方式及磁路系統(tǒng)對電動勢波形的影響〔最難〕變壓器的并聯(lián)運(yùn)行〔最易理解〕2023/12/5zcb232023/12/5zcb24三相變壓器組三相磁路相互完全獨(dú)立。各相主磁通有各自的鐵心磁路，互不影響。假設(shè)對稱電源，三相磁通對稱三相心式變壓器磁路特點(diǎn)：各相磁路彼此相關(guān)優(yōu)點(diǎn)：耗材少、價(jià)格廉價(jià)、占地少、維護(hù)簡潔磁路系統(tǒng)主要影響：三次諧波磁通和零序磁通路徑三相變壓器的磁路系統(tǒng)2023/12/5zcb25三相變壓器聯(lián)結(jié)方式星形接法和三角形接法。Y形形(分兩種聯(lián)接挨次)ABCXYZABCXYZABCXYZ三相變壓器的電路系統(tǒng)2023/12/5zcb26三相變壓器的聯(lián)接組ABCXYZBXYZCAaybzcx

330

abcxyz推斷連接組號2023/12/5zcb27ABCXYZabcxyZAaxyzBXYZCAB/abYy6b1800三相變壓器的聯(lián)接組推斷連接組號2023/12/5zcb三相心式變壓器容量限制在1800kVA以下三相變壓器繞組聯(lián)接法和磁路系統(tǒng)對電勢波形的影響電路聯(lián)結(jié)磁路構(gòu)造原邊相電流主磁通原邊相電動勢付邊相電動勢線電動勢Y/y組式正弦波平頂波尖頂波尖頂波正弦波心式正弦波接近正弦波接近正弦波接近正弦波正弦波Y/dD/y正弦波接近正弦波接近正弦波接近正弦波正弦波接近正弦波正弦波接近正弦波接近正弦波正弦波2023/12/5zcb29結(jié)論：在三相變壓器中，希望在原邊或副邊繞組中有一個(gè)接成三角形，保證相電勢接近正弦波，避開畸變。大容量Yy聯(lián)接，鐵心另加繞租接成，為i3供給通路，以改善電勢波形。三相變壓器繞組聯(lián)接法和磁路系統(tǒng)對電勢波形的影響2023/12/5zcb30變壓器的并聯(lián)條件〔1〕各變壓器的一次和二次額定電壓相等，即各變壓器變比相等；〔2〕各變壓器一次和二次線電壓的相位差一樣，即各變壓器連接組別一樣；〔3〕各變壓器的阻抗電壓標(biāo)幺值相等，短路阻抗角也相等。變壓器的并聯(lián)運(yùn)行不滿足并聯(lián)條件產(chǎn)生的后果2023/12/5zcb31組別不等的變壓器引起很大的環(huán)流，確定不允許并聯(lián)；變比不等的變壓器并聯(lián)會引起較大的環(huán)流,各變壓器負(fù)擔(dān)的電流標(biāo)幺值與其阻抗標(biāo)幺值成反比，阻抗標(biāo)幺值小的變壓器先滿載。阻抗標(biāo)幺值不等的變壓器并聯(lián)使負(fù)載安排不合理。變壓器的并聯(lián)運(yùn)行不滿足并聯(lián)條件產(chǎn)生的后果第五章三相變壓器的不對稱運(yùn)行了解不對稱運(yùn)行的分析方法之一：對稱重量法；生疏變壓器的各序阻抗；零序阻抗受那些因素影響？磁路系統(tǒng)影響零序激磁阻抗Zm0；電路聯(lián)結(jié)影響零序阻抗Z0。2023/12/5zcb32磁路系統(tǒng)對零序激磁阻抗的影響三相組式變壓器零序電壓加于三相變壓器組上，等效電路與正序完全一樣，零序主磁通與正序主磁通路徑完全一樣，故三相心式變壓器2023/12/5zcb33零序無法在其中流通,只有經(jīng)油、油箱壁及局部鐵心閉合，磁阻大，故影響零序磁通，影響零序激磁阻抗不同聯(lián)接組對零序等效阻抗的影響什么狀況下Z0≈Zk;什么狀況下Z0≈Zm。2023/12/5zcb34影響零序電流第七章溝通繞組正弦磁場下溝通繞組的感應(yīng)電動勢；非正弦磁場下溝通繞組的感應(yīng)電動勢；正弦電流時(shí)溝通繞組的磁動勢〔基波和諧波〕。難點(diǎn)：單相和三相溝通繞組的磁勢2023/12/5zcb35正弦磁場下溝通繞組感應(yīng)電勢2023/12/5zcb一根導(dǎo)體

一個(gè)線圈

線圈組

一相繞組分析的旋轉(zhuǎn)磁場為機(jī)械旋轉(zhuǎn)磁場，機(jī)原動機(jī)拖動磁極旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生氣械旋轉(zhuǎn)磁場。2023/12/5zcb37一相電勢與繞組系數(shù)相繞組電動勢EΦ1大小與頻率f、一條支路匝數(shù)N、繞組系數(shù)kW1及每極磁通Φ1有關(guān)，其中N、kw1由構(gòu)造預(yù)備，f、Φ1由運(yùn)行條件預(yù)備。正弦磁場下溝通繞組感應(yīng)電勢非正弦磁場下(機(jī)械旋轉(zhuǎn)磁場)溝通繞組的感應(yīng)電動勢2023/12/5zcb38380XBm118003600

/3

NS減弱5、7次諧波取短矩，通常承受正弦電流時(shí)溝通繞組的磁勢2023/12/5zcb39一相繞組基波磁勢為單相繞組磁勢的性質(zhì)是脈振磁勢，它既是時(shí)間的函數(shù)又是空間角度函數(shù)；基波的振幅必在相繞組的軸線上；脈振的頻率由電流的頻率預(yù)備。A相軸線AXA2023/12/5zcb40一相繞組諧波磁勢〔電氣磁場諧波〕正弦電流時(shí)溝通繞組的磁勢AXAXNcIc/2Fc1Fc3Fc518003600

/3ν=3，5，7...稱為諧波,ν次諧波磁勢幅值與ν成反比，可以承受短距和分布繞組來減弱高次諧波。ν次諧波磁勢脈振的頻率由電流的頻率預(yù)備。2023/12/5zcb41每個(gè)旋轉(zhuǎn)磁勢重量：振幅為脈動磁勢振幅的一半，旋轉(zhuǎn)速度一樣，旋轉(zhuǎn)方向相反，任何瞬間合成磁勢的空間位置固定不變——在該繞組的軸線處，但大小隨時(shí)間變化。在空間按正弦規(guī)律分布隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化的脈動磁勢可以分解為兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁勢重量；一相繞組基波磁勢可以分解為2重量三相繞組的基波合成磁動勢2023/12/5zcb42三相對稱繞組通入三相對稱電流產(chǎn)生的圓形旋轉(zhuǎn)磁勢，其幅值等于每相脈振磁勢振幅的3／2倍；極數(shù)：單相極數(shù)一樣合成磁勢基波的轉(zhuǎn)速與三相電流的頻率和繞組的極對數(shù)有關(guān):n1=60f/p；幅值的位置：當(dāng)某相電流到達(dá)最大值時(shí)，合成磁勢的波幅剛好轉(zhuǎn)到該相繞組的軸線上；轉(zhuǎn)向：旋轉(zhuǎn)磁勢由超前相電流所在的相繞組軸線轉(zhuǎn)向滯后相電流所在的相繞組軸線。轉(zhuǎn)變電流的相序，則旋轉(zhuǎn)磁勢轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)向。2023/12/5zcb43三相繞組合成諧波磁勢〔電氣磁場諧波〕普遍講:當(dāng)ν=6k-1(k=1,2,…)時(shí)，三相合成與基波轉(zhuǎn)向相反；當(dāng)ν=6k＋1(k=1,2,…)時(shí)，三相合成諧波磁勢與基波轉(zhuǎn)向一樣合成ν諧波磁勢的轉(zhuǎn)速是基波轉(zhuǎn)速的1/ν，即nν=n1/ν。習(xí)題解答:7-12一臺定子繞組三角形連接的電機(jī)，當(dāng)繞組內(nèi)有一相斷線，所產(chǎn)生的磁動勢是什么樣的磁動勢？當(dāng)三相的進(jìn)線斷一相，又產(chǎn)生什么樣的磁動勢?2023/12/5zcb44iAiBic脈振2023/12/5zcb45iAiB橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場，正向旋轉(zhuǎn)，超前電流相轉(zhuǎn)向滯后電流相當(dāng)繞組內(nèi)有一相斷線其次局部異步電機(jī)2023/12/5zcb46第八章至第十章都要求把握異步電機(jī)的構(gòu)造與運(yùn)行狀態(tài)三相異步電動機(jī)的運(yùn)行原理三相異步電動機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩與運(yùn)行特性第十一章要求把握異步電動機(jī)的起動第十二章要求生疏異步電機(jī)非額定電壓和非額定頻率的運(yùn)行性能分析異步電動機(jī)的特點(diǎn)異步電機(jī)：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n與磁場同步轉(zhuǎn)速n1間存在確定差異。asynchronous優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡潔，制造、使用和維護(hù)便利，運(yùn)行牢靠，效率較高，價(jià)格低廉，牢固耐用。缺點(diǎn)： ①轉(zhuǎn)速不易調(diào)整 ②鼠籠式異步電動機(jī)的起動性能較差 ③功率因數(shù)滯后，激磁電流由電網(wǎng)供給異步電機(jī)的根本構(gòu)造(主要是轉(zhuǎn)子的特點(diǎn))2023/12/5zcb47第八章異步電機(jī)的構(gòu)造與運(yùn)行狀態(tài)三相異步電動機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)2023/12/5zcb48異步電機(jī)的轉(zhuǎn)差率fractionalslip

狀態(tài)電動機(jī)發(fā)電機(jī)電磁制動n與s關(guān)系n<n10<s<1n>n1s<0n與n1反向，n<0，s>1E1的性質(zhì)反電動勢電源電動勢反電動勢T的性質(zhì)電磁驅(qū)動力矩電磁阻力矩電磁阻力矩能量轉(zhuǎn)換電能→機(jī)械能原動機(jī)機(jī)械能→電能電能+機(jī)械能→內(nèi)部損耗（短路）值得留意：〔1〕三相電機(jī)指電壓、電流線值；〔2〕額定功率：指輸出的機(jī)械功率，三相異步電動機(jī)額定電壓、電流值之間的關(guān)系：2023/12/5zcb49異步電機(jī)的銘牌及額定值第九章異步電動機(jī)的運(yùn)行于原理轉(zhuǎn)子不動時(shí)的異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的異步電動機(jī)r1

x１xmrmT型等效電路異步電機(jī)的xm比變壓器的?。縿t異步電機(jī)的I0比變壓器的大，cos

和

降低由于定轉(zhuǎn)子之間有氣隙2023/12/8502023/12/81〕T型等效電路參數(shù)代表的物理意義：其中反響了電機(jī)機(jī)械負(fù)載變化的大小，而此電阻上消耗的功率代表了電機(jī)軸上產(chǎn)生的總機(jī)械功率r1

、x１rmxm與變壓器類似，影響參數(shù)的因數(shù)也類似r1

x１xmrmT型等效電路51繞組折算——轉(zhuǎn)子繞組的相數(shù)、每相有效串聯(lián)匝數(shù)與定子繞組一樣；頻率折算——使轉(zhuǎn)子繞組的頻率與定子繞組全都頻率折算——用一等效的轉(zhuǎn)子電路替代實(shí)際轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子電路，使與定子電路有一樣頻率?！厕D(zhuǎn)子靜止〕保持頻率折算后的轉(zhuǎn)子電流的大小和相位不變，可保持磁勢平衡不變，保持定子電流的大小和相位不變．保持了損耗和功率不變T型等效電路折算2023/12/8522023/12/8s(轉(zhuǎn)差率)=(n1-n)/n1

，n1為同步轉(zhuǎn)速，n為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速2〕轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)對轉(zhuǎn)子各物理量的影響〔1〕轉(zhuǎn)子電流和電勢的頻率:

相對于定子相對于轉(zhuǎn)子

F1

n1

n1-n

F2

n1

n2〔2〕轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁勢的轉(zhuǎn)速F1與F2相對靜止。532023/12/8(1)輕載時(shí)定子電流全部用于激磁，功率因素較低(2)起動時(shí)cos

2低，cos

1低(3)額定負(fù)載時(shí)，s小，大，轉(zhuǎn)子電路根本為電阻性。cos2高，cos1亦高3〕利用分析等值電路異步電動機(jī)三種運(yùn)行狀況〔4〕負(fù)載過大致使電機(jī)停轉(zhuǎn)呢？變化規(guī)律如何？可見：異步電機(jī)的功率因素總是滯后的。542023/12/81〕試驗(yàn)?zāi)康模嚎蛰d測什么參數(shù)，短路測什么參數(shù)4)T型等效電路參數(shù)的測定2)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理空載試驗(yàn)?zāi)康臏y：短路試驗(yàn)?zāi)康臏y:rm、xm以及鐵心損耗pFe和機(jī)械損耗pm。55第十章三相異步電動機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩與運(yùn)行性能異步電動機(jī)的功率與轉(zhuǎn)矩平衡2023/12/8功率平衡〔1〕輸入功率〔2〕定子繞組消耗銅耗r1

x１xmrmpcu1pFeP1Pem562023/12/8〔3〕鐵耗：〔4〕電磁功率：〔5〕轉(zhuǎn)子銅耗:r1

x１xmrmpcu1pFeP1Pem功率平衡572023/12/8(6〕總機(jī)械功率：(7〕輸出機(jī)械功率：r1

x１xmrmpcu1pFeP1Pem功率平衡582023/12/8功率流程圖P1PemPmP2pcu1pFepcu2pm+psr1

x１xmrmpcu1pFeP1Pem功率平衡59轉(zhuǎn)矩平衡

轉(zhuǎn)矩平衡:機(jī)械角速度同步角速度留意：2023/12/8602023/12/8電磁轉(zhuǎn)矩表達(dá)式1〕物理表達(dá)式：定性分析說明：三相異步電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩是由主磁通m與轉(zhuǎn)子電流的有功重量相互作用產(chǎn)生的,作定性分析。比方分析異步電動機(jī)起動時(shí)，起動電流很大，起動轉(zhuǎn)矩為什么不大？當(dāng)電動機(jī)起動時(shí)，轉(zhuǎn)子邊電路cos

2很低，起動電流很大，定子邊的漏抗壓降大，E1會有所降低，主磁通

m會有所降小，此時(shí)盡管I2

很大，T卻不大。異步電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性612023/12/82〕參數(shù)表達(dá)式：電磁轉(zhuǎn)矩表達(dá)式近似表達(dá)式：622023/12/8由此可知1）T與定子每相繞組電壓成正比。U1

T

3〕當(dāng)電源電壓U1確定時(shí)，T是s的函數(shù)。4〕r2的大小對T有影響。繞線式異步電動機(jī)可外接電阻來轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)子電阻r2，從而轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)距。2〕f1T電磁轉(zhuǎn)矩表達(dá)式632023/12/8機(jī)械特性當(dāng)電源電壓恒定時(shí)，獲得的曲線異步電動機(jī)幾個(gè)特殊點(diǎn)：(1)抱負(fù)空載運(yùn)行點(diǎn)：〔實(shí)際此時(shí)〕(2)額定運(yùn)行點(diǎn)：(3)最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)：(4)起動點(diǎn)Tmax0T+sTstTNs=1sKsN642023/12/81〕最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)：(1)當(dāng)

1不變、參數(shù)固定時(shí)，Tmax

U12，sK=C；(3)電阻r2′變化，Tmax=C，但sK

r2′;(2)當(dāng)電壓不變、參數(shù)固定時(shí)，(4)電抗xk變化，穩(wěn)定運(yùn)行和條件:65機(jī)械特性2023/12/82〕起動點(diǎn):(2)(3)各種起動方法的優(yōu)缺點(diǎn)，適用場合66機(jī)械特性2023/12/8TST00.51sTmaxsks”kTst1)轉(zhuǎn)子電阻變化對T-s曲線的影響(對特殊點(diǎn)的影響)67機(jī)械特性TL2023/12/82)電源電壓變化對T-s曲線的影響(對特殊點(diǎn)的影響)Tmax0T+sTstTNs=1sKsN68機(jī)械特性

第十一章三相異步電動機(jī)起動與調(diào)速三相異步電動機(jī)的起動性能三相異步電動機(jī)的起動方法2023/12/869直接起動：適用于較小容量的電動機(jī)，如：有專用變壓器，對不常常起動的電機(jī)。二、三十千瓦以下的異步電動機(jī)一般都承受直接起動。缺點(diǎn)：起動電流較大。2023/12/8降壓起動：U1Ist，但Tst，適用于輕載起動。降壓的方法：〔1〕定子邊串電阻、電抗器串電阻損耗大，一般串電抗器降壓。起動特性不是很好，較少承受。70三相異步電動機(jī)的起動方法〔2〕自耦降壓起動自耦降壓起動適合于容量較大異步電動機(jī)。此種方法應(yīng)用范圍廣，但體積大，造價(jià)高〔3〕〔Y-〕換接起動適用于接法的電動機(jī),Y－換接起動適合于空載或輕載起動的場合2023/12/8線繞轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)的起動轉(zhuǎn)子串適宜的電阻起動，可以使Ist，Tst。轉(zhuǎn)子串電阻以后，Tmax不變，但sk增加，假設(shè)r2選得適當(dāng)，轉(zhuǎn)子電路串電阻起動既可以降低起動電流，又可以增加起動轉(zhuǎn)矩。71三相異步電動機(jī)的調(diào)速調(diào)速方法、各有哪些特點(diǎn)由n=n1(1-s)=60f1(1-s)/p調(diào)速方法：〔1〕變極〔p〕調(diào)速；〔2〕變頻〔f1〕調(diào)速；〔3〕變s調(diào)速。轉(zhuǎn)變s的變法：〔1〕變壓調(diào)速〔2〕在轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速〔3〕串級調(diào)速習(xí)題與解答：1.一臺三相異步電動機(jī)，PN=75kW，nN=975r/min，UN=3000V,IN=18.5A，cos

N=0.87，f=50Hz，試問：(1)電動機(jī)的極數(shù)是多少？(2)額定負(fù)載下SN和

N是多少？2023/12/872解：〔1〕由nN=975r/min，可以得到n1=1000r/min，p=3由于n1=60f1/p，n=(1-s)n1，s(2%-6%)p=1，n1=3000；p=2，n1=1500；p=3，n1=1000；p=4，n1=750p=5，n1=600；p=6，n1=500選最接近n1的值nN=975r/min，則n1=1000，p=3(2)

sN=(n1-n)/n1=(1000-975)/1000=2.5%

N=P2/P1=PN/(3UNINcos

N)=89.68%2023/12/873第四部份同步電機(jī)第十四章至第十七章都要求把握同步發(fā)電機(jī)的根本構(gòu)造與工作原理同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行原理同步發(fā)電機(jī)的并聯(lián)運(yùn)行第十八章要求把握同步發(fā)電機(jī)的序阻抗和次暫態(tài)及暫態(tài)電抗第十四章三一樣步發(fā)電機(jī)構(gòu)造特點(diǎn)從異步電機(jī)和同步電機(jī)的理論分析可知，同步電機(jī)的空隙應(yīng)比異步電機(jī)的空氣隙要大，主要是勵磁方式不同，同步電機(jī)是定轉(zhuǎn)子雙邊勵磁，異步電機(jī)是定子單邊勵磁。同步電機(jī)一般承受旋轉(zhuǎn)磁極式構(gòu)造，依據(jù)磁極外形可分為隱極和凸極兩種型式。2023/12/874凸極同步電機(jī)氣隙不均勻，適合于中速或低速旋轉(zhuǎn)場合，一般水輪發(fā)電機(jī)承受凸極。隱極同步電機(jī)在不考慮齒槽效應(yīng)時(shí)，氣隙均勻，適合于高速旋轉(zhuǎn)，汽輪發(fā)電機(jī)一般承受隱極。同步發(fā)電機(jī)的電樞反響2023/12/875第十五章三一樣步發(fā)電機(jī)運(yùn)行原理什么叫電樞反響？電樞反響的性質(zhì)有哪些？電樞反響的性質(zhì)由什么預(yù)備？電樞反響：電樞電流產(chǎn)生的磁動勢對勵磁磁動勢的影響勵磁磁勢電樞磁勢2023/12/876勵磁磁勢和電樞磁勢的區(qū)分基波波形大小位置轉(zhuǎn)速勵磁磁勢正弦波恒定，由勵磁電流決定由轉(zhuǎn)子位置決定由原動機(jī)的轉(zhuǎn)速決定電樞反應(yīng)磁勢正弦波恒定，由電樞電流決定由電流瞬時(shí)值決定由電流的f和p決定同步發(fā)電機(jī)的電樞反響依據(jù)負(fù)載，利用時(shí)空相矢圖推斷電樞反響的性質(zhì)隱極同步發(fā)電機(jī)的負(fù)載運(yùn)行2023/12/8771〕電樞反響電抗、同步電抗定子繞組匝數(shù)增加，xs

，勵磁繞組匝數(shù)增加xs=C；氣隙增大，xs

；飽和程度，xs

。2023/12/8782〕對稱負(fù)載時(shí)隱極同步發(fā)電機(jī)的方程式、相量圖及等效電路圖xsraraxsj

2023/12/879

凸極同步發(fā)電機(jī)的負(fù)載運(yùn)行凸極同步電機(jī)由于氣隙不均勻，有xd、xq之分低轉(zhuǎn)差法勵磁繞組開路測xd及xq的原理及計(jì)算;假設(shè)勵磁繞組短路測出的是什么值1〕直軸同步電抗和交軸同步電抗2〕對稱負(fù)載時(shí)凸極同步發(fā)電機(jī)的方程式、相量圖和特殊運(yùn)行狀況時(shí)的等效電路圖2023/12/8802〕對稱負(fù)載時(shí)凸極同步發(fā)電機(jī)的方程式、相量圖和特殊運(yùn)行狀況時(shí)的等效電路圖80

q軸

做相量圖時(shí)引入幫助相量同步發(fā)電機(jī)的短路特性，同步電抗和短路比的求取2023/12/881第十六章三一樣步發(fā)電機(jī)帶對稱負(fù)載運(yùn)行特性I0INIfK〔1〕短路特性曲線I=f(If)短路時(shí)，短路電流僅受電機(jī)本身阻抗的限制，由于ra<<xs，所以，短路電流為純電感電流，電樞反響為純?nèi)ゴ抛饔?，此時(shí)的氣隙合成磁勢很小，處于不飽和狀態(tài)，所以短路特性為始終線。If2023/12/8〔2〕短路比及短路比大小與運(yùn)行性能、電機(jī)本錢的關(guān)系空載電勢等于額定電壓時(shí)的勵磁電流稱空載額定勵磁電流Ifo，在勵磁電流為If0時(shí)做三相穩(wěn)定短路試驗(yàn)測得的短路電流Ik，與額定電流IN之比叫短路比Kc。短路比又可定義成：空載時(shí)使空載電壓為額定值的勵磁電流If0與短路時(shí)使短路電流為額定值的勵磁電流Ifk的比值。82Kc小，xd大，短路電流小，當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，Ixd阻抗壓降變化大。發(fā)電機(jī)電壓變化率大。穩(wěn)定性差。但氣隙小、造價(jià)低。Kc大，xd小，氣隙大，電機(jī)尺寸大。勵磁磁勢大，本錢高。但電壓變化率小，穩(wěn)定性好。2023/12/8UIf

If

QA0〔1〕由空載特性及零功率因數(shù)負(fù)載特性求xd飽和值〔2〕空載特性及零功率因數(shù)特性曲線求定子漏電抗83同步發(fā)電機(jī)的零功率因數(shù)負(fù)載特性2023/12/8〔1〕外特性UI0UNcos

=0.8(滯后)cos

=0.8(超前)cos

=1IN84同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性I當(dāng)cos=0.8(滯后)，隨I↑，U↓，If=const，F(xiàn)f=const;電樞反響去磁和漏阻抗壓降↑。cos=1時(shí)，隨I↑，U↓，主要由于漏阻抗壓降↑當(dāng)cos=0.8(超前)，隨I↑，U↑，由于If=const；Ff=const，電樞反響增磁2023/12/8(2)調(diào)整特性IfI0U=UNcos

=0.8(滯后)cos

=0.8(超前)cos

=1INIfN85cos=0.8(滯后)和cos=1，當(dāng)I↑，電樞反響去磁作用↑，要保持U=const應(yīng)使If↑c(diǎn)os=0.8(超前)當(dāng)I↑，電樞反響助磁作用↑，要保持U=const應(yīng)使If↓同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性2023/12/886第十六章三一樣步發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行并聯(lián)投入的條件1)發(fā)電機(jī)的勵磁電勢應(yīng)與電網(wǎng)電壓相等即E0Ⅱ=U2Ⅱ=UI2)發(fā)電機(jī)的頻率與電網(wǎng)頻率相等fⅡ=fI3)并聯(lián)合閘瞬間，發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)的對應(yīng)相的電壓應(yīng)同相位，亦即與發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)回路電勢為零4)相序一樣5)電壓波形一樣投入并聯(lián)的方法〔也稱整步方法〕2023/12/8871)準(zhǔn)確同步法：準(zhǔn)確同步法并網(wǎng)時(shí)無沖擊電流，但很麻煩，對危急狀況不適用。2)自同步法：用于事故狀態(tài)下的并車。操作簡便快速，不需增加設(shè)備，但沖擊電流大。同步發(fā)電機(jī)的功角特性2023/12/8882023/12/81〕隱極發(fā)電機(jī)的功角特性功角特性曲線電壓降低或勵磁電流增加曲線如何變化？PemδmUE0/xs0當(dāng)功角=90度時(shí)，電磁功率到達(dá)最大值，它正比于勵磁電壓，反比于同步電抗。9001800882023/12/8Pemδ03212〕凸極同步發(fā)電機(jī)的功角特性勵磁功率

E0磁阻功率892023/12/89090在時(shí)間上：端電壓和勵磁磁勢之間的相位差；在空間上：合成磁場軸線與轉(zhuǎn)子磁場軸線之間夾角。穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，F(xiàn)f和F

之間無相對運(yùn)動，

固定。功角

為正值時(shí)，為發(fā)電機(jī)運(yùn)行。

功角的時(shí)空概念并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)同步發(fā)電機(jī)有功功率的調(diào)整及靜態(tài)穩(wěn)定2023/12/8911〕有功的調(diào)整功率調(diào)整：調(diào)整原動機(jī)的輸出功率〔轉(zhuǎn)變汽門或水門大小〕→有功功率輸出變化→功角δ變化，無功功率Q也變化。2〕靜態(tài)穩(wěn)定定義：指并聯(lián)在電網(wǎng)上穩(wěn)定運(yùn)行的同步發(fā)電機(jī)，當(dāng)受電網(wǎng)或原動機(jī)方面某些微小擾動時(shí)，能在這種干擾消逝后，連續(xù)保持原來穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的力氣。2023/12/8靜態(tài)穩(wěn)定的判據(jù)：比整步功率(kW/rad)對汽輪發(fā)電機(jī)，比整步功率為3〕電機(jī)穩(wěn)定的推斷由此可見，要提高穩(wěn)定性〔或提高過載力氣〕，可以使If↑，xs減小，減小。s在電機(jī)穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)，Psyn越大，越小，電機(jī)穩(wěn)定性越好。922023/1