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第5章 同步电机 第5章 同 步 电 机 5.1 同步电机的基本结构和额定值 5.2 三相同步电机的工作原理 5.3 三相同步发电机的稳态分析 二、凸极同步发电机的稳态分析 5.4 三相同步发电机的功率和转矩 5.5 三相同步发电机的运行特性 5.6 同步发电机与电网的并联运行 5.7 三相同步电动机与同步补偿机 二、三相同步电动机的功率和转矩 三、同步电动机的运行特性 *5.8 同步发电机的三相突然短路 练习题 第 5 章 结 束 UU UV UW U1 V1 W1 U1 Q UU UV UW ? ? ? 发电机投入并联示意图 UU UV UW 如果相序不一致，则 ?UU = 0 ?UV ?UW UU UV UW ? ? ? ?UV = UV－UV ? ?UW = UW－UW ? V1 W1 W1 V1 如果：? ≠?? 对应相量之间的相位差在 0o ~ 360o 之间变化。 对应相量的差值不断地在 0 ~ 2U1 之间变化。 频率相差越大，这个变化的速度就越快。 若 Q 合闸，必定要产生冲击电流和冲击转矩。 2. 发电机的频率与电网频率相同 UU UV UW UU UW UV ? ? ? UV UU UV UW UU UW ? ? ? ?? ? UU UV UW UU UW UV ? ? ? ?UU ?UU 时刻 1 时刻 2 时刻 3 电压相等包括相位相同和有效值相等，即 相量相等。 如果 若 Q 合闸，必定要产生冲击电流和冲击转矩。 3. 发电机的端电压与电网电压相等 UU≠UU ，UV≠UV ，UW≠UW ， ? ? ? 二、并联运行的方法 1. 准确整步法 把发电机调整到完全符合投入并联的条件时， 才投入电网的方法。 缺点：手续繁琐，费时较多。 2. 自整步法 只要求发电机的相序与电网一致即可并网。 缺点：会产生一定的冲击电流和冲击转矩。 整步过程：为了将发电机投入电网并联运行所 进行的调节和操作过程。 调节 If →调节 E0 ；调节 n →调节 f 。 三、有功功率的调节与稳定问题 无穷大电网 容量很大、频率和电压基本不受负载与其他 干扰的影响，即恒频恒压的电网。 发电机并网运行时 发电机的频率和端电压受电网的约束， 并网时，使励磁电动势等于电网端电压， 即 E0 = U1，? = 0 Pe = 3 sin? U1E0 Xs = 0 →T1? →T1＞T0 →n? →? ? →产生 Te、Pe、I1、P2 →Te ? ··· →T1 = Te＋T0 1. 有功功率的调节方法 θ = 0o，T1 = T0 → n＞n0 →Te ? →? ? → n ? → n = n0 → Te＞T1 → n ? → n＜n0→? ? →振荡 ··· →稳定。 U1 E0 U1 I1 jXsI1 E0 ? 0 Pe ? a 90o 180o PeM ? Pe ? = 0o 时的相量图 ? ≠0o 时的相量图 工作点 2. 静态稳定 0 Pe /Te ? 90o 180o a 0 Pe /Te ? 90o 180o a Te ? T1= Te + T0 a 点： 干扰使 T1 ? →? ? →Te ? 抑制了? 进一步增大 →b 点。 b T?1 = T?e + T0 干扰消失后，较大的 Te， 使机组恢复到 a 点运行。 a? 点： 干扰使 T1 ? →n ? →? ? →Te ? →n ? →? ? →Te ? ··· →失步。 干扰消失后，n 不可能恢 复到 n0，即工作点不可能 恢复到 a? 点运行。 稳定 运行区 在 的矩角特性段。 dTe d? ＞0 隐极机：?N = 30o ~ 40o 凸极机：?N = 20o ~ 30o 稳定运行范围： 额定功率角： 过载能力： km = PeM PeN = TeM TeN