第5章-同步电机-《Electric-Machinery-电机学(英汉双语)》课件.ppt

1、pfnns60 1256789101112131415161718190 f20)2.01.0(0 f011044.4 wkfNE fI0E0 f1F0B60spnf 2125.11.1 0f0f0 NUEIIk22fIf1FIaF EBF23a aBaFI24IaF0 f1F0E0 f1FaF0EI0B25IaF0 f1F，交交磁磁 00 IaF0 f1F0 IaF0 f1F0 0E0E0E，去去磁磁 900，增增磁磁 900 260BaFaBIaF0 f1F，交交轴轴电电枢枢反反应应 00 0E0EIaB0Bf1FAI0AE0CE0BECIBIB使气隙磁场轴线从空载时的直轴处逆转向后移了一

2、个锐角，使气隙磁场轴线从空载时的直轴处逆转向后移了一个锐角，主极上受到制动的电磁转矩，实现了主极上受到制动的电磁转矩，实现了机电能量转换。机电能量转换。27280BaFaBIaF0 f1F，直直轴轴去去磁磁电电枢枢反反应应 900 0EaB0Bf1FAI0AE0CE0BECIBI0EI使气隙磁场被削弱使气隙磁场被削弱29aFI)(aaBF0)(0f1BF，直直轴轴增增磁磁电电枢枢反反应应 900 0EAI0CE0BECIBI0AE0EI使气隙磁场被增强使气隙磁场被增强f1F30aFaBIaF0 f1F电电枢枢反反应应，兼兼有有交交轴轴和和直直轴轴去去磁磁 9000 0E0EIaB0BAI0CE

3、0BECIBI0 adFaqF0AE0Bf1F0aq0adcossin aaFFFF 313233fI0E0 IaEa aFf1FE E IU0EaE EURIEEE aa0 a11a44.4 wkfNjE 1144.4wkfNjE 34 s XXXXas 同同步步电电抗抗电电枢枢绕绕组组漏漏电电抗抗同同理理 XXI jE 同同相相与与同同相相，则则与与忽忽略略铁铁耗耗，aaaIFB aa EIF aIEXXaa a电电枢枢反反应应电电抗抗aaXI jE saaa0 XI jRIUXI jXI jRIUE 350EUU0 EaRI XI jaE0EaXI jEIa 0 UaRI0ESXI jI

4、 0 36 XaRIU0EaXEaE EaRIU0ESX37fI IaFf1FE)(XI jEE )(a jXRIUEURIEEa F38aRIUE XUaRII XI jE394041fI0E0 IadEaq aFf1FE adFaqFad aqEURIEEEE aaqad0)(XI jEE 42aqqqadddqqddaaqqaddaaqqadda0 )()(XXXXXXXXXI jXI jRIUXXI jXXI jRIUXI jXI jXI jRIUE 交交轴轴同同步步电电抗抗直直轴轴同同步步电电抗抗 qaqaqaqaqqaqIEXXXI jE 交交轴轴电电枢枢反反应应电电抗抗同同理理同

5、同相相与与同同相相，则则与与忽忽略略铁铁耗耗，dadadadIFB adad E)sin(0dad IIIFd dadadIEXX ad直直轴轴电电枢枢反反应应电电抗抗addadXI jE 43UaRIqXI j0EddXI jI qqXI jdIqIQE0 0)(0qddQXXI jEE qdXI jqXaRIUQE cos sin0q0d IIII 44UaRIqXI j00EUU，求求激激磁磁电电动动势势设设 0E)(qddXXI j I dIqIQE 0 aqIRUIXUtg cossin10 0)(0qddQXXIEE 22)cos()sin(aqQIRUIXUE QqaQEXI j

6、RIUE 0 sin0d II 0dsin II )(0qddQXXIEE 00EE 00EE450E 0)(0qddQXXIEE 4647 XaRIUE cos cos(1)222acuaecuaeRmIpmUIPmEIPpPP cuap2PeP的的夹夹角角与与电电枢枢电电流流是是气气隙隙电电动动势势IE 481P pFepeP p2Pcuap(2)1 pppPPFee 49)cos(cos 22aacuaeIRUmIRmImUIpPP aRI0EI QE 0 U XI jEqXI jqQQImEImEmEI cos cos 0 0coscoscos QaEEIRU )(qddXXI j 5

7、0011 )(TTTpppPPesFeses )(1 pppPPFee 5152535455dXI jE 0，0 qdIIIqqddaXI jXI jRIUE 056)(8.0cos 1 滞滞后后：1cos 2 ：)(8.0cos 3超超前前：cosIU0NINU57)(8.0cos滞滞后后 1cos )(8.0cos超超前前 UaRI XI j0EEI aXI j58%100 0 NNUUEuIU0NI NU0E 1 *0 E59)(8.0cos 1 滞滞后后：1cos 2 ：)(8.0cos 3超超前前：IfI0NIfNIf0I60 2p61%100)1(%100%10022212 pPp

8、pPPPP ppppppcufcuaFe 626364650EUUE 0U0E660EUU0EU 0EUU0EU AU)(0AEBUCU)(0CE)(0BEUU3 676869AUBUCUA UB UC U7071U0EddXI jI qqXI jqI 0 dI)sincos()sinsincos(cos )cos(cos000 dqeIImUmUImUImUIP （忽略电枢电阻）（忽略电枢电阻）cos sin0UEXIUXIddqq ddqqXUEIXUI cos sin0 2sin)11(2sin20dqdeXXUmXUEmP 72功功率率附附加加电电磁磁功功率率，或或磁磁阻阻基基本本电电

9、磁磁功功率率 2sin)11(2sin2201dqedeXXUmPXUEmP )11(245 902max20max1dqedeXXUmPXUEmP 时，时，时，时，max2max1max9045eeePPP 时时 73U)(00 B0EE )(B 称称为为功功率率角角。功功率率越越大大，故故把把向向力力及及电电磁磁转转矩矩和和电电磁磁角角越越大大，磁磁场场产产生生的的切切线线的的夹夹角角。磁磁场场轴轴线线与与气气隙隙磁磁场场轴轴可可近近似似认认为为是是主主极极，因因此此的的夹夹角角与与的的夹夹角角很很小小，之之间间与与，相相量量，由由于于漏漏阻阻抗抗压压降降很很小小的的时时间间夹夹角角与与，

10、也也是是相相量量轴轴线线的的空空间间夹夹角角轴轴线线与与气气隙隙磁磁场场主主极极磁磁场场 000 UEUEEEBB从从功率角功率角的的空间含义看，用空间含义看，用功率角功率角表征电磁功率表征电磁功率Pe 在物理意在物理意义上更加明确。义上更加明确。74功率角功率角 既是激磁电动势既是激磁电动势 与电枢端电压与电枢端电压 的时间相位差，的时间相位差，又是主磁场又是主磁场 与气隙合成磁场与气隙合成磁场 的空间相位差。的空间相位差。U0E0BB7576 U0E B0BIsXI j002 sinseXUEmPP sinseXUEmPP02 seXUEmPP02 maxmaxU0EB0BsXI jI77

11、不不是是静静态态稳稳定定的的。，时时，为为静静态态稳稳定定极极限限；，时时，是是静静态态稳稳定定的的；，时时，0dd 18090 0dd 90 0dd 900 eeePPP NNssNePXUEmXUEmPPk sin1sin 00max 过载能力过载能力数。数。称为电机的整步功率系称为电机的整步功率系高。高。性越好即静态稳定度越性越好即静态稳定度越越大，电机稳定越大，电机稳定越小，越小，稳定运行区内，稳定运行区内，在在 dddd 900eePP 78U0EIsXI j sinmUIQ ssXUEIUEIX cossincossin00ssXUmXUEmQ20cos 79)(0UEXUms s

12、XUm280常值常值常值常值 cossin202mUIPXUEmPPse常值常值常值常值 cossin0IEU0E I sXI j sXI jsXI j I I 0E 0E 常值常值 sin0E常值常值 cosI8182838485000 ePUE，滞后于滞后于 的电功率的电功率，电动机向电网输出负，电动机向电网输出负 18090 cossinmUIXEmUPse01、沿用发电机惯例，以输出电流作为电枢电流的正方向、沿用发电机惯例，以输出电流作为电枢电流的正方向2、采用电动机惯例，以输入电流作为电枢电流的正方向、采用电动机惯例，以输入电流作为电枢电流的正方向的的电电功功率率，电电网网向向电电动

13、动机机输输入入正正 900 为为正正时时功功率率角角滞滞后后于于但但，仍仍滞滞后后于于 UEPPUEe0100 0 0 0 86隐极同步电动机的隐极同步电动机的相量图（发电机惯例）相量图（发电机惯例）隐极同步电动机的相量图和等效电路隐极同步电动机的相量图和等效电路（电动机惯例）（电动机惯例）87q qq qd dd da aXI jXI jRIEU 0隐极隐极同步电动机的同步电动机的电压方程电压方程凸极同步电动机的凸极同步电动机的电压方程电压方程 s sa aXI jRIEU 0（电动机惯例）（电动机惯例）88电动机惯例表示的隐极同步电动机的等效电路和相量图电动机惯例表示的隐极同步电动机的等效

14、电路和相量图（忽略电枢电阻（忽略电枢电阻Ra）忽略电枢电阻忽略电枢电阻Ra 891PeP2Pcuap(2 2)F Fe ee epppPP 2(1 1)e eCuapPP 1 p pFep90为为正正时时功功率率角角滞滞后后于于电电动动机机惯惯例例：UE0 2sin)11(220dqdeXXUmXUEmP sinsin与同步发电机功角特性的表达式完全一样与同步发电机功角特性的表达式完全一样 sspppPP F Fe es se e 202TTT e e91常常值值常常值值 cos10mUIPXUEmPses si in n常常值值常常值值 cossin0IE92Pe=常值，调节励磁时隐极电动机的相量图常值，调节励磁时隐极电动机的相量图 9394同步电动机的同步电动机的V型曲线型曲线 9596979899同步电动机异步起动线路同步电动机异步起动线路100101