电机与拖动基础及MATLAB仿真教学课件作者陈亚爱第2章节三相交流电动机课件幻灯片.pptVIP

2.5三相同步电动机 2.5.2同步电动机的基本方程和相量图 1．隐极同步电动机的电压方程和相量图 式中xc=x1+xa 为隐极同步电动机的同步电抗。 对应式（2-101），隐极同步电动机定子等效电路和相量图如图2-43所示。 （2-101） a）定子等效电路 b）相量图 图2-43 隐极同步电动机定子等效电路和相量图 可见，定子电流I1超前电源电压U1，可通过调节直流励磁电流使同步电动机工作在该状态，目的是使同步电动机在拖动负载的同时，对电网呈容性，起电容补偿作用，以提高电网的功率因数。 Page * 2.5三相同步电动机 2.5.2同步电动机的基本方程和相量图 2．凸极同步电动机的电压方程和相量图 a）电枢磁动势位于直轴 b）电枢磁动势位于交轴 图2-44凸极同步电动机电枢反应磁动势 凸极同步电动机转子有明显的磁极，气隙不均匀，转子磁极中心线附近气隙最小，磁阻最小，磁导最大；而在转子磁极几何中心线处气隙最大，磁阻最大，磁导最小，所以磁通所走的路径不同，所遇的磁阻不同，对应的电抗参数也就不同。 Page * 2.5三相同步电动机 2.5.2同步电动机的基本方程和相量图 2．凸极同步电动机的电压方程和相量图 当定子电流I1产生的电枢磁动势Fa与主磁极轴线重合，气隙最小，磁阻最小，磁导最大，相应的电抗为最大；这时所对应的电枢电抗称为电枢反应直轴电抗，用xad表示； 当定子电流I1产生的电枢磁动势Fa与主磁极轴线正交时，气隙最大，磁阻最大，磁导最小，相应的电抗为最小；这时所对应的电枢电抗称为电枢反应交轴电抗，用xaq表示； 当电枢磁动势位于直轴与交轴之间时，相应的气隙、磁阻、和电枢反应电抗处于上面两种情况之间，且随位置不同而变化。 Page * 2.5三相同步电动机 2.5.2同步电动机的基本方程和相量图 2．凸极同步电动机的电压方程和相量图 为了解决电枢磁动势Fa在不同位置时遇到不同气隙，其磁阻计算困难的问题，可将电枢磁动势分解成两个分量：一个分量是直轴电枢磁动势，用Fad表示，它作用在直轴方向；另一个分量是交轴电枢磁动势，用Faq表示，它作用在交轴方向，则： Page * 2.5三相同步电动机 2.5.2同步电动机的基本方程和相量图 2．凸极同步电动机的电压方程和相量图 同理，对应产生电枢磁动势Fa的电枢电流I1也可分解成两个分量，即： 这种分析问题的方法是以叠加理论为基础的“双反应法”。 Page * 根据“双反应法”，凸极同步电动机电磁关系如下： 2.5三相同步电动机 2.5.2同步电动机的基本方程和相量图 2．凸极同步电动机的电压方程和相量图 Page * 2.5三相同步电动机 2.5.2同步电动机的基本方程和相量图 2．凸极同步电动机的电压方程和相量图 直轴电枢磁动势Fad和交轴电枢磁动势Faq在气隙圆周上同样以同步转速n1旋转，它们切割定子绕组在其上产生的感应电动势Ead和Eaq，正是电枢磁动势Fa在定子绕组上产生的感应电动势Ea的两个分量，所以有： 式中Ead称为直轴电枢反应电动势，其对应的电抗是xad；Eaq称为交轴电枢反应电动势；其对应的电抗是xaq。这里xad和xaq分别是直轴电枢反应电抗和交轴电枢反应电抗，若不考虑磁路饱和的影响，xad和xaq都是常数。 Page * 2.5三相同步电动机 2.5.2同步电动机的基本方程和相量图 2．凸极同步电动机的电压方程和相量图 通过上面分析，可写出凸极同步电动机的电压方程式： 式中，Ead称为直轴电枢反应电动势，对应的电抗为xad；Eaq称为交轴电枢反应电动势；对应的电抗为xaq；xad和xaq分别是直轴电枢反应电抗和交轴电枢反应电抗，若不考虑磁路饱和的影响，xad和xaq均为常数。 （2-105） Page * 2.5三相同步电动机 2.5.2同步电动机的基本方程和相量图 2．凸极同步电动机的电压方程和相量图 根据式（2-105）绘制相量图如图2-46a所示。 a）根据式（2-105） b）根据式（2-107） 图2-46 凸极同步电动机相量图 （2-105） Page * 从相量图中可得直轴和交轴电流分量为 （2-106） （2-107） 式中，xd为直轴同步电抗，xd=xad+x1；xq为交轴同步电抗，xq=xaq+x1。 2.5三相同步电动机