電拖第十六次課

第六章同步電機(jī)6.1三相同步電機(jī)的工作原理6.2三相同步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)6.3三相隱極同步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行分析6.4三相凸極同步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行分析6.1三相同步電機(jī)的工作原理一、三相同步電動(dòng)機(jī)

定子轉(zhuǎn)子U1U2V1V2W2W1NS+Uf－If定子：三相U1→I1→Fa→Φa轉(zhuǎn)子：直流Uf→If→F0→Φ0T→n勵(lì)磁機(jī)→Uf→If→F0→Φ0→轉(zhuǎn)子→n↓E0定子中感應(yīng)四、同步電機(jī)的電樞反應(yīng)◆負(fù)載時(shí)：電樞(定子)：I1(Fa)≠0

氣隙磁場(chǎng)：

由F0與Fa共同作用產(chǎn)生?！綦姌蟹磻?yīng)：電樞磁通勢(shì)Fa

的基波在氣隙中所產(chǎn)生的磁場(chǎng)。使空載氣隙磁場(chǎng)發(fā)生畸變?！綦姌蟹磻?yīng)的性質(zhì)：增磁、去磁、交磁

——取決于勵(lì)磁電動(dòng)勢(shì)e0與電樞電流i1的相位差Ψ。

◆下面討論同步電動(dòng)機(jī)的電樞反應(yīng)。NS直軸交軸U1U2（設(shè)E0=E0∠0o）：1.i1與(－e0)同相位(Ψ

=0o)時(shí)的電樞反應(yīng)

F0Fa(a)磁通勢(shì)矢量圖×E0F0(Φ0)Fa

(Φa)

F

(Φ)

－E0I1(b)時(shí)-空統(tǒng)一的相-矢量圖※

i1產(chǎn)生的是交軸磁通勢(shì)。I1m(－e0)的方向U1U22.i1滯后于(－e0)90o(Ψ

=90o)時(shí)的電樞反應(yīng)×SNF0Fa(a)磁通勢(shì)矢量圖E0F0(Φ0)－E0I1Fa

(Φa)

(b)時(shí)-空統(tǒng)一的相-矢量圖※

i1產(chǎn)生的是直軸磁通勢(shì)。起增磁作用。I1m的方向3.i1超前于(－e0)90o(Ψ=－90o)的電樞反應(yīng)

U1U2×NSF0Fa(a)磁通勢(shì)矢量圖E0F0(Φ0)－E0I1Fa

(Φa)

(b)時(shí)-空統(tǒng)一的相-矢量圖※

i1產(chǎn)生的是直軸磁通勢(shì)。起去磁作用。4.－90o＜Ψ＜0o時(shí)的電樞反應(yīng)

U1U2×NSF0Fa(a)磁通勢(shì)矢量圖E0F0(Φ0)－E0Fa

(Φa)

I1FaqFadIdIq(b)時(shí)-空統(tǒng)一的相-矢量圖※

Fad

——直軸電樞磁通勢(shì)，產(chǎn)生直軸電樞反應(yīng)；

Faq

——交軸電樞磁通勢(shì)，產(chǎn)生交軸電樞反應(yīng)。五、同步電機(jī)的物理模型NSSNTn0n0θNSn0n0NSTn0n0θSNSN(a)發(fā)電機(jī)運(yùn)行(c)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行(b)理想空載※

θ——轉(zhuǎn)子磁極軸線與定子合成磁極軸線的夾角，稱(chēng)為功率角。6.2三相同步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)一、定子（電樞）1.定子鐵心：2.定子繞組：3.機(jī)座和端蓋等。二、轉(zhuǎn)子1.轉(zhuǎn)子鐵心:2.轉(zhuǎn)子繞組:3.轉(zhuǎn)軸等。工作時(shí)施加直流勵(lì)磁。勵(lì)磁方式：對(duì)稱(chēng)三相繞組。由硅鋼片疊成。由整塊鑄（鍛）鋼制成。①直流勵(lì)磁機(jī)；②整流電源。1.按能量轉(zhuǎn)換的方式不同：同步發(fā)動(dòng)機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)。2.按相數(shù)的不同:三相、單相。3.按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同：三、主要種類(lèi)NS隱極式、凸極式。+－3~×3~·····×××××+－NS勵(lì)磁機(jī)發(fā)電機(jī)水輪機(jī)

臥式、立式。4.按安裝方式的不同：小浪底電站水輪機(jī)組安裝三峽電站首臺(tái)機(jī)組安裝水力發(fā)電火力伙發(fā)電去廠勵(lì)磁機(jī)發(fā)電機(jī)汽輪機(jī)三相尖同步旋電機(jī)同步糞發(fā)電稍機(jī)小型桿同步員電機(jī)四、泥額定換值UN、IN、PN、fN、nN。6.3三相榜隱極壺同步芝電動(dòng)女機(jī)的朝運(yùn)行浙分析一、邁基本繼方程鴉式取對(duì)粥稱(chēng)三屬相電替路的惱一相悼分析宇。U1E1I1EσUf→If→F0FU1→I1→FaE1定子感應(yīng)→Φ合成磁通嚼勢(shì)Φσ漏磁通EσR1I1U1=R1I1－Eσ－E1=(R1+j

Xσ)

I1－E1Eσ=－j

XσI1※R1、Xσ——定子闖每相使繞組依的電封阻、訂漏電價(jià)抗?！┐怕「袘?yīng)寶電動(dòng)婆勢(shì)：(勵(lì)磁蛙電動(dòng)蚊勢(shì)不繭變)(電縱樞反悟應(yīng)電斜動(dòng)勢(shì)品隨負(fù)載衛(wèi)變化)如果朽不計(jì)尼磁路棒飽和襲：Uf→If→F0→Φ0U1→I1→Fa→E0→Φa→EaΦσ→EσR1I1E1=E0

+EaU1=R1I1－Eσ－Ea－E0∵Ea∝Φa∝Fa∝I1，不計(jì)蜜磁飽參和Ea滯后于Φa90o，不計(jì)尸電樞坡鐵耗走，Φa與I1同相位?！郋a

=－jXa

I1※Xa——電樞互反應(yīng)津電抗。U1=－E0+(R1+jXσ+

jXa

)

I1U1=－E0+(R1+jXs

)

I1※Xs=Xσ+Xa——同步唇電抗赴。一般炒：R1＜＜Xs，忽略R1，則U1=－E0+jXsI1二、祖等效摸電路R1jXσ+U1－E1I1R1jXs－

+E0I1+U1－三、泉相量景圖U1=－E0+jXsI1U1I1(a)＞0伴(電感性)(b)=顧0沿(電阻性)－jXsI1－E0U1I1－E0－jXsI1U1I1(c)＜0藥(電容性)－jXsI1－E0由于繭：F0與F的夾驗(yàn)角為θ則有灰：忽略俯：R1和Xσ故有父：E0與E1的夾角為θ－E0與U1的夾角為θθΨΨ=±θ五、計(jì)同步色電機(jī)劃的物扁理模忠型NSSNTn0n0θNSn0n0NSTn0n0θSNSN(a)發(fā)電籮機(jī)運(yùn)鋼行(c)電動(dòng)武機(jī)運(yùn)芒行(b)理想弓空載※θ——轉(zhuǎn)子灶磁極幫軸線列與定攏子合貼成磁狀極軸音線的夾妖角，甚稱(chēng)為功率藝角。※θ——轉(zhuǎn)子們磁極忌軸線幸與定材子合張成磁輪極軸書(shū)線的夾土角;——U1與(－E0)的夾角?！邷髣∮贓0Φ090o

，滯后話于E1Φ

90o

，

E0與E1的夾角為θ；∴∵U1=－E1（忽糾略R1、Xσ）∴U1與(－E0)的夾角為θ。6.4三相輔凸極百同步咐電動(dòng)域機(jī)一、碗基本仇方程格式特點(diǎn)眠：氣疤隙不匹均勻陰。▲如果i1與(滲－e0)的相榆位差予為Ψ時(shí)：－E0I1IqΨId▲將i1分解刺為兩牧個(gè)分茄量。直軸罷分量勾：Id=I1si癥nΨ交軸示分量奪：Iq=I1co攀sΨI1Uf→If→F0→Φ0→E0U1→I1→Id→Iq◆電磁緣瑞關(guān)系捐：→Fad→Faq→Φad→Φaq→Ead→EaqΦσ→EσR1I1E0EσEadEaqU1=－E0－Ead－Eaq－Eσ+R1I1Ead

=－jXad

Id※Xad——直軸液電樞死反應(yīng)繼電抗驢，Xaq——交軸尾電樞鴿反應(yīng)銜電抗抱。Eaq

=－jXaq

Iq+U1－Eσ=－jXσI1I1=Id+IqU1=－E0+jXad

Id

+jXaq

Iq

+jXσI1+R1I1=－E0+j(Xad+Xσ)Id

+j(Xaq+Xσ)

Iq

+R1I1U1=－E0+jXdId

+jXq

Iq

+R1I1※Xd=Xad+Xσ——直軸疏同步嫌電抗頃，Xq=Xaq+Xσ——交軸延同步僻電抗脊?！羧绻砗雎訰1，則U1

=－E0+jXdId

+jXq

Iq

◆設(shè)虛評(píng)擬電裂動(dòng)勢(shì)：EQ

=E0－j(Xd－Xq

)Id∵Id

與E0正交，j(Xd－Xq

)Id與E0同相或反相，∴EQ

與E0同相。二、摩等效都電路U1

=－E0+R1I1

+

jXdId

+