同步电机的运行特性

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1、同步发电机的运行特性同步发电机对称稳态运行时，保持转速为额定转速，端电压、电枢电流和 励磁电流的变化关系。一、空载特性1. 定义电枢绕组开路(空载)，保持转子转速为额定转速，电枢端电压 U0(空载时 即激磁电动势 E0)随励磁电流 If 的变化曲线。. 2. 空载特性曲线见图 6-113. 原因：交流绕组电动势公式。4. 作用：判断同步发电机定子铁心的性能与故障。二、短路特性1.定义：电枢绕组三相短接(短路，端电压 U=0)，保持转子转速为额定转 速，电枢电流 I 随励磁电流 If 的变化曲线。2.短路特性曲线：见图 6-243.原因：忽略电枢绕组的电阻 Ra ，可认为短路电流为纯感性，即，则

2、 即 此时，电枢反应的性质为直轴去磁的电枢反应，使气隙磁场不饱和，即。所以， 。 4.作用：配合空载特性求 xd见图 6-25，求 xd 不饱和值，见图 6-26，求 xd 的饱和值，三、外特性及电压变化率1.定义保持转子转速为额定转速，且励磁电流 If 和负载功率因数 cos 不变， 发电机端电压 U 随负载电流 I 的变化曲线，即 U=f (I ) 。2.外特性曲线见图 6-30，负载功率因数不同，外特性曲线不同3.原因感性负载(cos =0.8 滞后)和纯电阻负载时，外特性曲线是下降的。这是 由于电枢反应去磁作用和漏阻抗压降所引起的。容性负载(cos =0.8 超前)时， 外特性曲线可能

3、上升。这是由于电枢反应助磁作用抵消漏阻抗压降使端电压下 降的影响使端电压上升。4.电压调整率调节发电机的励磁电流，使电枢电流为额定电流、功率因数为额定功率因 数，端电压为额定电压，此时的励磁电流为额定励磁电流 IfN。保持励磁电流 为 IfN，转子转速为额定转速，卸去负载(即 I=0)，此时端电压的升高的百分值 即为电压调整率，用 u 表示，即 u= 100%同步电机的电压调整率较大，汽轮发电机通常在(3048)%，水轮发电机通 常在(1830)%;而变压器的仅有(58)%。四、整特性1.定义保持转子转速为额定转速，发电机端电压为额定电压和负载功率因数 cos 不变，励磁电流 If 随负载电流 I 的变化曲线，即 If = f(I)。2.外特性曲线见图 6-31，负载功率因数不同，调整特性曲线不同。3.原因感性负载(cos =0.8 滞后)和纯电阻负载时，为补偿电枢电流所产生的电 枢反应去磁作用和漏阻抗压降所引起的端电压下降，随电枢电流增大，励磁电 流增大，则调整特性上升的。同理，容性负载(cos =0.8 超前)时，调整特性 有可能下降。