第13-1复习2.ppt

1.三相异步电动机的工作原理 转子转动三条件 旋转磁场 n1=60f/p 转子导体闭合，产生I n?n1 三种工作状态的应用 现代感应电机主要作为电动机。 电磁制动往往只是感应电动机在完成某一生产过程而出现的短时运行状态，例如交流起重机下放重物时，为限制下放速度，往往使感应电机运行于电磁制动状态； 感应发电机，有时用于农业小型水电站和风力发电站。 转差率是异步电动机的一个基本变量，在分析异步电动机运行时有着重要的地位。 根据转差率可以区分异步电机运行状态 并网方式 风力异步发电机的并网方式:直接并网,降压并网和通过晶闸管软并网 直接并网: 条件:1.发电机转子的转速和旋转磁场的方向一致,即发电机的相序与电网的相序相同 2.发电机的转速尽量接近同步转速 其中第1条要求严格遵守,否则发电机处于电磁制动状态,第2条不是很严格,但并网时发电机的转速和同步转速之间的误差越小,并网时产生的冲击电流越小,衰减的时间越短。 降压并网：在发电机和电网之间串连电阻或电抗器，以降低并网时的冲击电流和电网电压下降的幅度。 晶闸管的触发方式有移相触发和过零触发两种。常用的触发电路与主回路之间由于有电的联系，易受电网电压的波动和电源波形畸变的影响，为解决同步问题，往往又使电路较为复杂。 1.对晶闸管采用移相触发，可改变导通的相位角，可控制经晶闸管的输出(电压，电流，功率，都可以)。移相触发的缺点是发电机中每相电流为正负半波的非正弦波,含有较多的奇次波谐波分量,对电网有谐波污染,因此必须加以限制和消除。 2.过零触发方式，可减小触发瞬间的冲击电流，但不能控制每个半波内的输出大小，所以不适用于对输出量的连续控制系统，一般用于可控加热，调温。过零触发是在设定的周期内,逐步改变晶闸管的周波数,最后实现全部导通,因此不会产生谐波污染,但电流波动比较大。 1）凸极式：由上图可见，转子有明显的突出的磁极，气隙分布不均匀。 2）隐极式：转子作成圆柱形，气隙均匀分布。 区别：对于高速旋转 的同步电机，在转子结构上，我们采用隐极式，而对于低速旋转的电机，由于转子的圆周速度较低，离心力较小，故采用制造简单、励磁绕组集中安放的凸极式结构。 大型同步发电机通常用汽轮机或水轮机作为原动机来拖动，故前者称为汽轮发电机，后者称为水轮发电机。 汽轮发电机：转速高，采用隐极式。 水轮发电机：转速低，采用凸极式。 并网条件 并网条件及方式 发电机并网为防止过大的电流冲击和转矩冲击,风力发电机输出的个相端电压的瞬时值要与电网端电压对应的相电压的瞬时值完全一直,即应满足五个条件： 1 波形相同 2 幅值相同 3 频率相同 4 相序相同 5相位相同 在并网时风力发电机旋转方向不变,只要使发电机的各相绕组输出端与电网各相互相对应条件4可满足,条件1可由发电机设计,制造和安装时保证,因此主要是其他三项的检测.其中条件3 必须满足. 功率调节和补偿 有功功率的调节:风力发电机输入的机械能克服机械阻力通过发电机内部的电磁作用转化为电磁功率.同步发电机内部的电磁作用可看成是转子励磁磁场和定子电流产生的同步旋转磁场之间的相互作用,转子励磁磁场轴线与定转子合成磁场轴线之间的夹角称为同步发电机的功率角δ,电磁功率Pem与功率角δ之间的关系称为同步发电机的攻角特性,如图 要增大发电机的输出电能,必须增大发电机的输入机械能,当发电机输出功率增大即电磁功率增大时如励磁不作调节,如图发电机的功率角也增大,对于隐极机而言,功率角为90度(凸极机功率角小于90度),输出功率最大,此最大的功率称为失部功率,又称极限功率.因达到最大功率后,功率角超过90度,发电机的输出功率反而下降,发电机转速持续上升而失去同步,机组无法建立新的平衡. 无功功率的补偿 电网所带的负载绝大部分为感性的异步电动机和变压器,这些负载需要从电网吸收有功功率和无功功率,如果这个电网提供的无功功率不够,电网的电压将下降,为了维持发电机的端电压稳定和补偿电网的无功功率,需增大同步发电机的转子励磁电流,同步发电机的无功功率补偿可用其定子电流I和励磁电流If之间的关系来解释 当发电机工作在功率因素1时,发电机励磁电流为额定值,此时定子电流最小,当发电机励磁大于额定励磁时,发电机的功率因素滞后,发电机向电网输出滞后的无功功率,改善电网的功率因素,而当发电机励磁小于额定励磁时,发电机的功率因素为超前的,发电机从电网吸收滞后的无功功率,使电网 的公路因素更低.因此同步发电机一般工作在过励磁状态,以补偿电网的无功功率和确保机组稳定运行. V形曲线:并联于无穷大电网的同步发电机，保持有功功率不变时，表示电枢电流 I 和励磁电流 If 的关系曲线 I = f（If） 双馈异步发电机工作原理 异步发电机中定转子电流产生的旋转磁场始