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1、34138-06a主编BJ4.TIF第6章6.1 同步电机的基本结构和运行状态6.2 空载和负载时同步发电机的磁场6.3 隐极同步发电机的电压方程、相量图和等效电路6.4 凸极同步发电机的电压方程和相量图6.5 同步发电机的功率方程和转矩方程6.6 同步电抗的测定6.7 定子漏抗和电枢等效磁动势的测定6.8 同步发电机的运行特性6.9 同步发电机与电网的并联运行6.10 同步电动机与同步补偿机6.11 同步发电机的不对称运行6.12 同步发电机的三相突然短路6.13 磁阻电动机6.1 同步电机的基本结构和运行状态1.同步电机的基本结构2.同步电机的运行状态3.同步电机的励磁方式4.额定值1.同
2、步电机的基本结构图6-1 旋转磁极式同步电机的两种基本型式 a) 隐极式 b) 凸极式图6-2 汽轮发电机的剖面图图6-3 大型汽轮发电机的转子图6-4 凸极同步电动机的转子图6-5 立式水轮发电机示意图图6-6 大型水轮发电机的分瓣定子图6-7 大型水轮发电机的转子吊装2.同步电机的运行状态图6-8 同步电机的三种运行状态 a)发电机(0)b)补偿机(=0)c)电动机(P P )4.同步电动机的起动图6-58 同步电动机异步起动时的线路图图6-59 同步电动机异步起动时的转矩曲线5.同步补偿机图6-60 用同步补偿机来改善电网的功率因数 a) 在受电端装设补偿机 b) 相量图6.11 同步发
3、电机的不对称运行1.对称分量法2.同步发电机的各序阻抗和等效电路3.同步发电机的单相短路4.同步发电机的线间短路5.不对称运行对发电机的影响1.对称分量法2.同步发电机的各序阻抗和等效电路图6-61 同步发电机的正序等效电路 a) 线路示意图 b) 正序等效电路图6-62 直轴和交轴的负序等效电路 a) 直轴电路 b) 交轴电路图6-63 不同转子位置时的负序电抗值 曲线1装有阻尼绕组的凸极同步 发电机；曲线2汽轮发电机图6-64 同步发电机的负序等效电路 a) 接线示意图 b) 负序等效电路图6-65 同步发电机的零序等效电路 a) 零序电流的基波合成磁动势等于0 b) 零序等效电路表6-2
4、 现代同步电机的负序和零序参数参数 电机类型 两极汽轮发电机00150080025004装有阻尼绕组的凸极 发电机0060170012002不装阻尼绕组的 凸极发电机00602100300453.同步发电机的单相短路图6-66 同步发电机的单相短路图6-67 单相短路时各序的等效电路及其连接 a)把故障处的不对称电压、电流分解为正序、负序和零序系统 b)把三相不对称系统 分解为三个对称系统 c)根据故障的约束条件把正序、负序和零序电路连接起来4.同步发电机的线间短路图6-68 同步发电机的线间短路图6-69 线间短路时正序和负序电路的连接5.不对称运行对发电机的影响不对称运行时，除正序电流和电
5、压外，发电机内还有负序、零序 电流和电压。此外，除基波外，常常还有一系列高次谐波。负序 电流所产生的反向旋转磁场，可以在励磁绕组和汽轮发电机的实 心转子内感生100Hz的感应电流，引起杂散铜耗和铁耗，使运行效 率降低、转子过热，从而影响发电机的出力，严重的甚至会造成 事故。6.12 同步发电机的三相突然短路1.三相突然短路的瞬态电磁过程2.无阻尼绕组时突然短路电流的表达式3.阻尼绕组对三相突然短路过程的影响1.三相突然短路的瞬态电磁过程图6-70 A相磁链 (0)=0时 发生三相突然短路图6-71 A(0)=0时三相突然短路电流的波形图 a) A相电流 b) B相电流 c) C相电流 图6-7
6、2 三相突然短路时，电枢绕组 与励磁绕组间的电磁感应关系图6-73 突然短路时励磁电流 的非周期分量图6-74 突然短路后转子转过90时，电机 内的磁场示意图(仅画出右半边)图6-75 三相突然短路时电机内的 瞬态磁场图(仅画出右半边)图6-76 的等效电路图6-77 三相突然短路时励磁电流的波形2.无阻尼绕组时突然短路电流的表达式(1)周期分量 包括稳态分量和以直轴瞬态时间常数Td衰减的瞬态分量，稳态分量的幅值为 ，瞬态分量的初始幅值为E0，在短路最初瞬间，这两部分幅值之和为2E0Xd 。(2)非周期自由分量 非周期分量是否存在，取决于突然短路时转子的初相角0。3.阻尼绕组对三相突然短路过程
7、的影响图6-78 装有阻尼绕组时,三相突然 短路的超瞬态磁场图(仅画出右半边)图6-79 直轴超瞬态电抗 的等效电路图6-80 装有阻尼绕组，在 (0)=0 的瞬间发生三相突然短路时,A相电流的波形图6-81 三相突然短路时励磁电流的波 形(虚线表示非周期分量，其中1表示不 装阻尼绕组时，2表示装有阻尼绕组时)表6-3 近代三相同步电机的瞬态参数值(不饱和值)电机类型参数两极汽轮发电机无阻尼绕组的凸 极 同步发电机装有阻尼绕组的 凸极同步发电机同步补偿机(114)(111)(1112)6.13 磁阻电动机1.磁阻电动机的原理和矩角特性2.电压方程3.功角变化时电枢电流的轨迹4.磁阻电动机的起动
8、和应用场合1.磁阻电动机的原理和矩角特性图6-82 磁阻电动机的转子 a)2p=2 b)2p=42.电压方程3.功角变化时电枢电流的轨迹图6-83 磁阻电动机的相量图图6-84 功角变化时电枢电流的轨迹4.磁阻电动机的起动和应用场合表格励磁电流/A102158电枢电流I(从短路特性上查得 )/A8871375线电压(从空载特性上查得)/V63007350线电压(从气隙线上查得)/V800012390表格线电压V4500550060006500700075008000A608092111130190286表格线电压kV621051231346141A775155232310388表格IA1718A280
