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1、同步发电机在转速保持恒定、负载功率因数不变的条件下，有三个主要变量：定子端电压 、负载电流 、 励磁电流 。三个量之中保持一个量为常数，求其它两个量之间的函数关系就是同步发电机的运行特性。,2、 负载特性：当 =const,Cos=const时,五种基本特性：,1、 空载特性：当 =0时，,5、 短路特性：当 =0时，,3、 外 特 性：当 = const,Cos=const时，,4、 调整特性：当 = const,Cos= const时,第十四章 同步发电机的运行特性,第一节 同步发电机的空载特性、短路特性和同步电抗的测定,一、同步发电机空载特性曲线的测定,同步发电机达到同步转速后，加入励磁
2、电流，改变励磁电流，空载电势也随之改变。,1、 励磁电流由零升至最大值,2、 励磁电流由最大值降为零,由于铁磁材料磁滞的原因,空载电势略有不同，一般取下降得空载特性曲线,上升,下降,第一节 同步发电机的空载特性、短路特性和同步电抗的测定,一、同步发电机空载特性曲线的测定,同步发电机达到同步转速后，加入励磁电流，改变励磁电流，空载电势也随之改变。,1、 励磁电流由零升至最大值,2、 励磁电流由最大值降为零,由于铁磁材料磁滞的原因,空载电势略有不同，一般取下降得空载特性曲线,空载特性的实验方法：,同步发电机用原动机拖动，且保持额定转速不变；调节可变电阻，多次测励磁电流和定子绕组的电势值。,在测空载
3、特性时，应使励磁电流顺着一个方向变化，不能忽增忽减。,标准空载特性,与标准空载特性相比较，可以判断电机的磁路过于饱和或材料没有充分利用。,思考：同步发电机定子绕组的出线端短路后，电枢电流 随励磁电流 变化，两者为什么成正比关系？,二、 同步发电机的短路特性,较小,较小,若忽略r, 则,结论：当 因为磁路不饱和 （均正比变化）,短路特性的测定：,先将定子三相绕组在出线端处短接；再起动原动机把发电机带到同步转速；通入不同的励磁电流，读取每次相应的短路电流。,三、 同步发电机的同步电抗和短路比：,1、隐极机：由 得：若忽略电阻r，则 即：,2、凸极机： 若忽略电阻r，则 落后 电角度，所以， ， 即
4、：,3、短路比,当发电机空载运行时，空载电动势等于额定电压 时，所加的励磁电流 ，保持此励磁电流不变，在稳态短路时所对应电流为 ， 与发电机额定电流 之比，称为短路比 。,第二节 同步发电机零功率因数负载特性及普梯尔电抗的测定,当同步发电机带纯电感负载，忽略电枢绕组：,负载特性：当 =const,Cos=const时,若已知电枢漏抗 以及相当于电枢反应去磁作用的励磁电流，就可直接由空载特性推导出零功率因数特性曲线。,第三节 同步发电机外特性和调整特性,（2）功率因数角落后时， 对 起去磁作用， 值比空载小 越大 越小 ，产生的 也越小。,（1）,一、外特性 时,二、调整特性：,功率因数角落后时
5、， 对 起去磁作用， 值减小，若使 不变，则 应增加一些，则 也应增加，必然也要增加。,第四节 转差法和取出转子法求参数,一、用转差法试验测同步电机的同步电抗,利用空载试验和短路试验可以求取同步电抗 和 ，但凸极电机里的交轴同步电抗 不能得到。,转差率实验：,利用转差率试验可以同时求出同步电机的 和 。,用原动机拖动同步电机，使同步电机的转子转速接近同步转速，让转差率小于1。,定子上，外施大小为215的UN、频率为额定的三相对称电压，且使其产生的定子绕组旋转磁动势方向和转子转向一致。转子励磁绕组开路，不加励磁。,由于转子转速和同步转速略有差别，因此，电枢反应磁动势所产生的气隙旋转磁场，有时对着转子的直轴，有时对着转子的交轴。,当外加电压不变时，电枢旋转磁场对着转子直轴时，磁路的磁阻较小，产生旋转磁场所需要的电枢磁动势较小，相应的电枢电流也小些。,当电枢旋转磁场对着转子交轴时，磁路的磁阻较大，产生旋转磁场所需要的电枢磁动势较大，相应的电枢电流也大些。因此电枢电流是忽大忽小变化的。,由于线路中电枢压降的影响，随着电枢电流的变化，定子绕组上测得的电压也有相应的变动。,二、取出转子法,将同步电机的转子取出，定子绕组接到交流电源上，这时，电枢产生的磁通遇到磁阻很大，磁通很小，电枢感应电动势很小，定子漏电动势本来就不大，所以定子上所加的交流电压只能很小，大约是额定电压的510。,
