LFChun 制作 大连理工大学电气工程系*5.7 微型同步电动机微型同步电动机5.10 三相同步发电机的运行特性三相同步发电机的运行特性第第 5 章章 同步电机的基本理论同步电机的基本理论5.2 三相同步电机的基本结构三相同步电机的基本结构5.1 三相同步电机的工作原理三相同步电机的工作原理第第 5 章章 同步电机的基本理论同步电机的基本理论5.2 三相同步电机的基本结构三相同步电机的基本结构5.3 三相同步电动机的运行分析三相同步电动机的运行分析5.4 三相同步电动机的功率和转矩三相同步电动机的功率和转矩5.5 三相同步电动机的的运行特性三相同步电动机的的运行特性5.6 三相同步电动机功率因数的调节三相同步电动机功率因数的调节5.8 三相同步发电机的运行分析三相同步发电机的运行分析5.9 三相同步发电机的功率和转矩三相同步发电机的功率和转矩5.11 同步发电机与电网的并联运行同步发电机与电网的并联运行5.1 三相同步电机的工作原理三相同步电机的工作原理电机与拖动电机与拖动*5.12 同步发电机的三相突然短路同步发电机的三相突然短路返回主页返回主页滔耀凑忙盏趟笋巩洪鹊壮膳添瑰核刘尔晶丢坝相堰罩误接缝鞍残彝阑借邢第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系V1V2W2W1U1U2NS5.1 三相同步电机的工作原理三相同步电机的工作原理定子定子+UfIf转子转子励磁励磁绕组绕组一、三相同步电动机一、三相同步电动机 定子定子 旋转磁场。旋转磁场。 转子转子 直流磁极。直流磁极。 转子转速转子转速同步同步第第5章章 同步电机的基本理论同步电机的基本理论60 f1pn = n0 = 享讳冒庄围量君廉猜夸狠誉择羔体发伊蝇护坎牛兵玩凋惫过卡巩约熊战拢第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系V1V2W2W1U1U2NS 同步电动机中的磁通势同步电动机中的磁通势 定子定子 电枢。电枢。电枢旋转磁通势电枢旋转磁通势 Fam转子旋转磁通势转子旋转磁通势 F0m气隙旋转磁通势气隙旋转磁通势 F m NSSNn0n0 电枢反应电枢反应 Fam 对对 Fm 的影响。的影响。NSSN电动机状态电动机状态n0n0理想空载状态理想空载状态F0mFamFm功功角角5.1 三相同步电机的工作原理三相同步电机的工作原理胰垄晨尧殖斗躯喊搪适玫申寸庚歌狗脾步滑毋看安札批鞭载剩呸线恿大洗第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系 同步电动机中的感应电动势同步电动机中的感应电动势 V1V2W2W1U1U2NSF0mFamFmF0m电枢三相电枢三相 绕组中感应绕组中感应 E0Fm电枢三相电枢三相 绕组中感应绕组中感应 E1 E0 在时间上滞后于在时间上滞后于 E1角角 F0m 在空间上在空间上 滞后于滞后于Fm角角 E0 在时间上滞后于在时间上滞后于 E1角角 5.1 三相同步电机的工作原理三相同步电机的工作原理著酥欲邑蛆奔杆噎父终艳怯们嫩股茄漓过键钵暇般锥晾翔凋辗窘疆澄粮警第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系二、三相同步发电机二、三相同步发电机 励磁机励磁机F0m 旋转的旋转的 F0 m和和0E0 原动机原动机电枢三相电枢三相 绕组中感应绕组中感应 SNn0NSn0发电机运行发电机运行NSSNn0n0 理想空载状态理想空载状态 V1V2W2W1U1U2NSF0mFamFm5.1 三相同步电机的工作原理三相同步电机的工作原理疽悠隔械肤嫌审聘直烟诲潜柳砂幼扔振舅睛歹征摔骂仕穷墓丽役浙占罐稼第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系三相同步发电机空载运行时三相同步发电机空载运行时电枢（定子）：电枢（定子）： I1 (Fam ) = 0转子每极磁通：转子每极磁通： 0 空载电动势：空载电动势： E0 = 4.44 kw1 N1f1 0 或或电枢相电压：电枢相电压： U0P = E0电枢线电压（电枢线电压（Y 形联结）：形联结）：E0 = j4.44 kw1 N1f1 0E0 的频率：的频率：f1 =pn60如果：如果： f1 = 50Hz，则：则： pn = 3 000 5.1 三相同步电机的工作原理三相同步电机的工作原理U0L =3 E0 悍请莫遇缠穆痹疼翰千猜单揍妮搭始千蔚跪胀遮肝垦桥拙宝补碰从须歉蟹第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系 三相同步发电机负载运行时三相同步发电机负载运行时 电枢旋转磁通势电枢旋转磁通势 Fam转子旋转磁通势转子旋转磁通势 F0m气隙旋转磁通势气隙旋转磁通势 Fm 同步电动机中的感应电动势同步电动机中的感应电动势 V1V2W2W1U1U2NSF0mFamFmF0m电枢三相电枢三相 绕组中感应绕组中感应 E0Fm电枢三相电枢三相 绕组中感应绕组中感应 E1E0 在时间上超前于在时间上超前于 E1角角F0m 在空间上在空间上 超前于超前于Fm角角 5.1 三相同步电机的工作原理三相同步电机的工作原理憾吸舷科韩邓遁侍淡申腺沽鸟淬箔俞宣腐钨刃周销椽翁恿商洽拎扒瞒窟浆第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系三、三相同步电机的可逆运行三、三相同步电机的可逆运行NSSNn0n0电动机状态电动机状态NSSNn0n0理想空载状态理想空载状态SNn0NSn0发电机运行发电机运行5.1 三相同步电机的工作原理三相同步电机的工作原理杆沙列逃女寻泻溉摧彦蒙畴挠堵滇椿监袜抡澳瑟账泛义筏绣奄呻抉述搅筐第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系5.2 三相同步电机的基本结构三相同步电机的基本结构一、主要部件一、主要部件1. 定子（电枢）定子（电枢）2. 转子转子由硅钢片叠成。由硅钢片叠成。对称三相绕组。对称三相绕组。(1)定子铁心：定子铁心：(2)定子绕组：定子绕组：(3)机座和端盖等。机座和端盖等。(1)转子铁心：转子铁心： 由整块铸（锻）钢制成。由整块铸（锻）钢制成。(2)励磁绕组：励磁绕组： 工作时施加直流励磁。工作时施加直流励磁。(3)阻尼绕组和转轴等。阻尼绕组和转轴等。阻尼绕组阻尼绕组第第5章章 同步电机的基本理论同步电机的基本理论霸椰旁钟人撑密歉噬东遗菱柄钾蝇奔泰凛犁份埠磁母诲喝棍坊棕窗沧鼓尚第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系二、励磁方式二、励磁方式1. 直流励磁机励磁直流励磁机励磁 励磁绕组由小型直流发电机供电。励磁绕组由小型直流发电机供电。2. 静止整流器励磁静止整流器励磁 交流励磁机交流励磁机整流整流直流电直流电3. 旋转整流器励磁旋转整流器励磁 交流励磁机交流励磁机整流整流直流电直流电励磁绕组。励磁绕组。电刷电刷集电环集电环励磁绕组。励磁绕组。 5.2 三相同步电机的基本结构三相同步电机的基本结构离是符痒挂必互缝守酵荧瓷挫欧粟泪少皱企募瓶诉古溅赘蛰北山烁计邻观第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系1. 按能量转换的方式不同：按能量转换的方式不同： 同步发动机、同步电动机。同步发动机、同步电动机。2. 按相数的不同按相数的不同: 三相、单相。三相、单相。3. 按转子结构的不同：隐极式、凸极式。按转子结构的不同：隐极式、凸极式。三、主要种类三、主要种类NS+3 3 +NS5.2 三相同步电机的基本结构三相同步电机的基本结构绰粥呈龟菠哉了蜂绿骨髓仕诌笨骗饮厂朋拎籽碑渠酣佣藏整撅彰萄倘旷给第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系励磁机励磁机发电机发电机水轮机水轮机 卧式、立式。卧式、立式。5. 按原动机的不同：按原动机的不同： 汽轮发电机、水轮发电机。汽轮发电机、水轮发电机。4. 按安装方式的不同：按安装方式的不同：5.2 三相同步电机的基本结构三相同步电机的基本结构幅旅跃浑冕居忿孵享积孵歉当饿种董蛰锌妊兼划冕屡伐届勺啥秃镜规的绪第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系5.2 三相同步电机的基本结构三相同步电机的基本结构欧纫羊还糜衰丽湘撰前兆匿栽峙回趋秸刀限柑拿畅赔宜廖停限做汪燃增瞩第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系小浪底电站水轮机组安装小浪底电站水轮机组安装5.2 三相同步电机的基本结构三相同步电机的基本结构砧恬握挚袁收萌兜诵朱阎掂撇悯兵瀑坎店筑梭湃催吧戮糖桥直材丧蛔拨积第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系三峡电站首台机组安装三峡电站首台机组安装5.2 三相同步电机的基本结构三相同步电机的基本结构匹督慌广楔喝绿十滩奋奖啥磋而太形淡代喊笨遏企暂园刊音疫赡励芬咕般第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系水力发电水力发电5.2 三相同步电机的基本结构三相同步电机的基本结构宏豢戒艺恶率乳纪妖圃瑚韧缅爬中绸域痊矩修唤廷反宪蠕烁嗡亮奉役兑禽第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系火力发电厂火力发电厂励励磁磁机机发发电电机机汽汽轮轮机机5.2 三相同步电机的基本结构三相同步电机的基本结构乌奇冻捶鄂胡纷汉嘱坦叙成拦沼统描泰贺丧萌鞘绸废敦抛使锌绪沫减贺狞第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系燃燃烧烧室室燃燃料料锅炉的锅炉的炉膛炉膛循环水循环水汽轮机汽轮机发电机发电机3 600 r/min升压变升压变压器压器超热高压蒸汽超热高压蒸汽电能输出电能输出电能的产生电能的产生5.2 三相同步电机的基本结构三相同步电机的基本结构佬躬结肾良誓畏锅戳庄哦掌豪承妥丁摘箩亥厚砧蜒适逗优霄抢帘祁瑶痊佛第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系 热电厂热电厂1 煤传送带煤传送带2 加煤机加煤机3 粉碎机粉碎机4 锅炉锅炉5 煤渣煤渣6 空气预热器空气预热器 7 静电除尘静电除尘8 烟囱烟囱9 汽轮机汽轮机10 冷凝器冷凝器11变压器变压器12 冷却塔冷却塔13 发电机发电机14 输电线输电线5.2 三相同步电机的基本结构三相同步电机的基本结构缔吝险师抄搁朗皖缝壤瞎磊驶凳负诡驱俊跋美玩淹催犀尝徐酿豺诡靶恋鸯第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系三相同步电机三相同步电机5.2 三相同步电机的基本结构三相同步电机的基本结构 更多的图片更多的图片 悠啡叉嗅己去六凝摹敬率兼砸尾命孕裕倾侣擦番枚埂澜饥叭臆绞程糜棕噶第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系三相同步电机三相同步电机5.2 三相同步电机的基本结构三相同步电机的基本结构 更多的图片更多的图片 惊等倦漠闸傲吱啮呈姨窒珊水娶乙局援椰摇忠尿埋绳芒肿猎捂掘麦偷沸磺第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系同步发电机同步发电机5.2 三相同步电机的基本结构三相同步电机的基本结构 更多的图片更多的图片 噬漓改博美知瓣舍少埠踌斜巍庶绘尽铅烦漆兄帕踩虾燕攻浦痢捡雀贝台戌第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系小型同步电机小型同步电机5.2 三相同步电机的基本结构三相同步电机的基本结构 更多的图片更多的图片 柞柠鞘代衔顽闻啃洱投蛾浦屠强寿宜沤溜腕畴遮消赫炊乙辨截谴窥父谊怀第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系四、额定值四、额定值1. 额定电压额定电压 UN ：线电压的额定值。：线电压的额定值。2. 额定电流额定电流 IN ：线电流的额定值。：线电流的额定值。3. 额定功率额定功率 PN ：输出功率的额定值。：输出功率的额定值。 三相同步电动机：三相同步电动机：PN =3 UNIN N N三相同步发电机：三相同步发电机：PN =3 UNIN N4. 额定转速额定转速 nN ：额定运行时的转速。：额定运行时的转速。5. 额定频率额定频率 fN ： 50Hz。5.2 三相同步电机的基本结构三相同步电机的基本结构山故衷位御恢百急孤颅偏殆头岭曙寨甲见睫壕伍亚虎鸽丧靶桨梢芳啼贷颧第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系一、三相隐极同步电动机的运行分析一、三相隐极同步电动机的运行分析第第5章章 同步电机的基本理论同步电机的基本理论1. 基本方程式基本方程式U1I1Uf If F0mFU1 I1FamE1 电枢电枢 感应感应合成合成磁通势磁通势U1 = R1I1E E1E =j X I1 漏磁感应电动势：漏磁感应电动势： R1、X 定子每相绕组的电阻、漏电抗。定子每相绕组的电阻、漏电抗。5.3 三相同步电动机的运行分析三相同步电动机的运行分析R1I1 E 漏磁通漏磁通 E1E 魄逸茅沙挨讳芍檄摆速瓢火歉杂致系泰煮把衙干壳愿默侍概弦琅础捕藩罐第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系( (励磁电动势不变励磁电动势不变) )( (电枢反应电动势随负载变化电枢反应电动势随负载变化) ) 如果不计磁路饱和，则如果不计磁路饱和，则 Uf If F0m 0U1 I1 FamE0aEa E R1I1 E1= E0 + Ea U1 =E1+(R1 j X )I1 所以所以 Ea =j Xa I1 Xa 电枢反应电抗。电枢反应电抗。5.3 三相同步电动机的运行分析三相同步电动机的运行分析U1 =E0EaE R1I1 功滓洒葱辖楷萧岳碗倚登脸俗微沦帆锋夫胡溺解韧祷确充媚瑰念褥樱丢脖第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系U1 =E0(R1j X j Xa ) I1 U1 =E0(R1jXs ) I1 Xs = X Xa 同步电抗。同步电抗。一般：一般：R1 Xs ，忽略，忽略 R1 ，则，则 U1 =E0j Xs I1 2. 等效电路等效电路R1 jXs+U1I1 +E05.3 三相同步电动机的运行分析三相同步电动机的运行分析爱喝涣炎钞倦衡射陛囤猩挟侦违照胳店刊伍募甘啦叙合绳送小鹤极猛请梢第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系3. 相量图相量图U1 =E0(R1jXs ) I1 U1(a) 电电感感性性I1 R1 I1jXsI1E0 功率因数角。功率因数角。 内功率因数角。内功率因数角。 已知：已知：E0 滞后于滞后于E1角，角， U1 =E1(R1j X ) I1 因此因此E0 滞后于滞后于 U1。E1（忽略（忽略 R1 和和 X ）(b) 电电阻阻性性U1I1E0 jXsI1 R1 I1=(c) 电电容容性性U1I1 R1 I1 jXsI1 E0 = 5.3 三相同步电动机的运行分析三相同步电动机的运行分析照晌晃止打烂败僵殴岿益篆蓬演护糖恤垢搁钒比靳求漆闻湛库蚀菩滞删吱第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系U1 =E0jXs I1 (a) 电电感性感性 U1 I1 jXsI1 E0 如果忽略如果忽略 R1 ，则有，则有 同样有关系同样有关系 = (b) 电阻电阻性性 U1 I1 E0 jXsI1 =(c) 电电容性容性 U1I1 jXsI1 E0 5.3 三相同步电动机的运行分析三相同步电动机的运行分析 二片咯娱捕运骏泡函吁茨矮攻蒜袖配鹿腺妓秽陌喊洗行志刮璃祖咨永啦至第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系 【例例5.3.1】 某三相隐极同步电动机，某三相隐极同步电动机， PN = 50 kW，UN = 380 V，Y 形联结，形联结， IN = 90 A， N = 0.8（电感性），（电感性），R1 = 0.2 ， Xs = 1.2 。求在上。求在上述条件下运行时的述条件下运行时的 E0、 、 和和 。解：电枢相电压和相电流为解：电枢相电压和相电流为U1 =UN 3 I1 = IN = 90 A = arccos0.8 = 36.87o 取参考相量：取参考相量： U1 = 220 0o V 则则I1 = 90 36.87o A = V = 220 V 380 35.3 三相同步电动机的运行分析三相同步电动机的运行分析瞬赚葫届页岿答剑贡托氓慌弧闰汽嚎个仑羔耿灼确胜十瘩炊潦艳再押教辊第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系由此求得由此求得 E0 = 159.72 V = 28.34o = = 8.53o E0 = U1( R1jXs ) I1 =220 0o ( 0.2j1.2 )90 36.87o V = 159.72 28.34o V 5.3 三相同步电动机的运行分析三相同步电动机的运行分析乍檀挎姓斟魔沥谈酵豌窑娱岔粟腰搜蜂假际闻痹讳蚤蛤淤择鸵滨幅嫡泊帖第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系F0m二、三相凸极同步电动机的运行分析二、三相凸极同步电动机的运行分析 特点：气隙不均匀。特点：气隙不均匀。 同样的同样的 Fam 产生不同的产生不同的a 对应不同的对应不同的 Xa 。 V1V2W2W1U1U2NSFamFam 如果磁路不饱和：如果磁路不饱和：将将 I1 分解为两个分量。分解为两个分量。 直轴直轴交交轴轴E0 I1 Iq Id 直轴分量：直轴分量：Id = I1 sin 交轴分量：交轴分量：Iq = I1 cos I1 = IdIq 双反应理论。双反应理论。 5.3 三相同步电动机的运行分析三相同步电动机的运行分析薄鱼瞳挣搪式桶医琼谭差线饲滥即斤蚜述友甸盛睹益钉仇指梦缘复笨淘窍第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系1. 基本方程式基本方程式 U1I1Uf IfF0m0E0U1 I1IdIqFadFaqadaqEad Eaq E R1I1 U1 =E0EadEaqE R1I1 Ead =jXad Id Xad 直轴电枢反应电抗直轴电枢反应电抗。 Xaq 交轴电枢反应电抗交轴电枢反应电抗。 Eaq =jXaq Iq 5.3 三相同步电动机的运行分析三相同步电动机的运行分析E0E EadEaq鳖屡鸣困竖皮嗜轩姑惶龚韭了酸庙铂赁饯洪暖留且则旗咯忱含葫卢证逛邱第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系E =jXI1 I1 = IdIqU1 =E0 j Xad Idj Xaq Iqj XI1R1I1=E0j (XadX ) Idj (XaqX ) IqR1I1 U1 =E0jXd IdjXq IqR1I1 Xd = XadX 直轴同步电抗。直轴同步电抗。 Xq = XaqX 交轴同步电抗。交轴同步电抗。 如果忽略如果忽略 R1，则，则U1 =E0jXd IdjXq Iq 5.3 三相同步电动机的运行分析三相同步电动机的运行分析邮娶查送循绷念林贼磺弯呀科飘行凿间赏河疼蕾漠出凛四德帘当墙揉赣士第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系E0 I1 IqIdE0 I1 Iq Id j(XdXq)Id EQ 设虚拟电动势设虚拟电动势 EQ = E0j (XdXq ) Id 2. 等效电路等效电路(a) I1 滞后于滞后于E0 时时 jIdEQ(b) I1 超前于超前于E0 时时 jId 结论：结论： EQ 与与 E0 同相位。同相位。 U1 =E0R1I1jXd IdjXq IqjXq IdjXq Id U1 =EQ(R1jXq )I1 5.3 三相同步电动机的运行分析三相同步电动机的运行分析j(XdXq)Id 咕彪符济哆赚搞肝主率驹画翘愈豫莉詹噪虞洛查烽服拄串碳扯轴宾稿陈连第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系 隐极电动机可视为凸极电动机的特例：隐极电动机可视为凸极电动机的特例： Xd = Xq = Xs EQ = E0 R1 jXq +U1I1 +EQ5.3 三相同步电动机的运行分析三相同步电动机的运行分析涵发锨染洛矩狙重摸验浆箱狗吸龄摄涧磨喧粹牌崖颐窖众供泥檄酵显受益第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系3. 相量图相量图 设已知设已知 U1、I1、 、Xd、Xq 。 取取 U1 = U1 0o(1) 画画 I1 。 (2) 画画 R1I1 和和 j Xq I1 。 (3) 画画(EQ) ，确定，确定(E0)的方位。的方位。 (4) 由由 I1 分解出分解出 Id 和和 Iq 。 (5) 画画 j Xd Id 和和 j Xq Iq 。 (6) 画画 (E0)。 5.3 三相同步电动机的运行分析三相同步电动机的运行分析尺夯遵嫌盈锅簧因苑帮抡忿慌炭对滨浓翰触纽袖仿琉痒洒汕趣阂纶字诽玖第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系(a) 电感性电感性(b) 电阻性电阻性5.3 三相同步电动机的运行分析三相同步电动机的运行分析Id U1 I1 R1I1 jXqI1 EQ Iq jXd Id jXq Iq E0 R1I1 Id U1 I1 jXqI1EQ Iq jXd Id jXq Iq E0 U1 I1 R1I1 jXqI1 EQ Iq Id jXd Id jXq Iq E0 (c) 电容性电容性蠢来多悟帖拌绢甘抨谈攒幌墟滔摈衣抉供淋硒堕宿靶遁吭踩瞳廖蝉可趾须第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系U1 I1 jXqI1 EQ Id Iq jXd Id jXq Iq E0 忽略忽略 R1 时的相量图时的相量图(简化相量图简化相量图)(a) 电感性电感性jXq Iq U1 I1 jXqI1 EQ Iq Id jXd Id E0 (b) 电阻性电阻性U1 =EQ jXq I1U1 =E0jXd IdjXq Iq EQ jXq IqE0 U1I1 jXqI1IdIqjXd Id(c) 电容性电容性5.3 三相同步电动机的运行分析三相同步电动机的运行分析催姥黔昨瓣钞折媒僻聪沂确黎痹估煮瞩屏侈哺骗葵凹粕扩音犊者脖愁呈酸第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系 由相量图求得由相量图求得 = 由简化相量图还可以求得由简化相量图还可以求得tan = U1sin XqI1 U1cos 电感性时取电感性时取“”，电容性时取，电容性时取“”。 5.3 三相同步电动机的运行分析三相同步电动机的运行分析Xd = E0U1cos IdXq = U1sin IqEQ jXq IqE0 U1I1 jXqI1IdIqjXd Id械筏箔个榜斟避腑纲弹猫誊拄圾贫东裸鹅逞净御咏砍扇怔认家镐谜膊鸦疥第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系U1 =UN 3= V = 3 468.21 V 6 0001.732 【例例 5.3.2】 一台三相凸极同步电动机，一台三相凸极同步电动机，UN = 6 000 V，IN = 57.8 A，Y 形联结。当电枢电形联结。当电枢电压和电流为额定值、功率因数压和电流为额定值、功率因数 = 0.8 （电容性）（电容性）时，相电动势时，相电动势 E0 = 6 300 V， = 58o，R1 忽略不忽略不计。求该电动机的计。求该电动机的 Xd 和和 Xq。 解：解：电枢相电压和相电流为电枢相电压和相电流为 I1 = IN = 57.8 A由此求得由此求得 Id = I1sin = 57.8sin58o A = 49.02 A Iq = I1cos = 57.8cos58o A = 30.63 A = = 58o 36.87o = 21.13o 5.3 三相同步电动机的运行分析三相同步电动机的运行分析填豪蒙扁桂阂溉龟候鬃冗续檬加帘临泉钦约昭曾禾横魔技正兼顶袄绚聪功第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系Xd = E0U1cos Id= = 62.52 6 3003 468.21cos21.13o 49.02Xq = U1sin Iq= = 40.82 3 468.21sin21.13o 30.635.3 三相同步电动机的运行分析三相同步电动机的运行分析类摘厌饮蕴肃览遂苑腐顾或赵咆瘤咳顺沧吻观聋拆毕舍圣呆邯喧喀坊豆摹第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系5.4 三相同步电动机的功率和转矩三相同步电动机的功率和转矩一、功率一、功率1. 输入功率（不计励磁功率）输入功率（不计励磁功率） P1 = 3U1I1cos 2. 电枢铜损耗电枢铜损耗 PCu = 3R1I123. 电磁功率电磁功率 Pe = P1PCu 5.4 三相同步电动机的功率和转矩三相同步电动机的功率和转矩补状华毙字袒克猩责掌涎底开糕国卤璃详娜涝摆余恳器圭揪浆冈辞驯恿亥第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系U1I1R1I1 jXsI1E0 U1 R1I1 jXsI1 E0 I1 在隐极同步电动机中在隐极同步电动机中 Pe = 3E0 I1cos 在凸极同步电动机中在凸极同步电动机中 Pe = 3EQ I1cos 5.4 三相同步电动机的功率和转矩三相同步电动机的功率和转矩4. 空载损耗空载损耗 P0 = PFePmePad铁损耗铁损耗机械损耗机械损耗附加损耗附加损耗椿豫苔酬滑端消财盅斟错油沽菏诚歉缮攫菊牛摄传匹陛屯草犊步克新休剃第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系5. 输出功率输出功率 P2 = PeP06. 总损耗总损耗 Pal = PCuPFe PmePad7. 功率平衡方程式功率平衡方程式 P1 P2 = Pal 8. 效率效率 P1PCuPeP0P2 = 100% % P2P15.4 三相同步电动机的功率和转矩三相同步电动机的功率和转矩翟芽胜韵僚坎赏葛呕挛钳丫叶湿欠兽金棚朔勾羊御停暂羹邵与曼萄率卷圆第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系二、转矩二、转矩1. 转矩平衡方程式转矩平衡方程式 T2 = TT04. 空载转矩空载转矩 2. 输出转矩输出转矩5.4 三相同步电动机的功率和转矩三相同步电动机的功率和转矩3. 电磁转矩电磁转矩T2 = P2= = 9.55P2n60 P22 nT = Pe= = 9.55Pen60 Pe2 nT0 = P0= = 9.55P0n60 P02 n捧忻鹊鼻遵称剃圆假藤龙尘睛瘤伟羹捉沁惯币凛使灌芹袍贝摘阶邢霸萎暑第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系5.4 三相同步电动机的功率和转矩三相同步电动机的功率和转矩稳定运行时稳定运行时T2 = TL 忽略忽略T0， 则则 T=T2=TL 霜琅犯辙票缝活翅骂粳耽掺筑宴氏位钻片捍兰四砷赵箕揽躇我肃残莱莱哀第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系 【例例 5.4.1】 已知某三相同步电动机，已知某三相同步电动机， n = 1 500 r/min， Xd = 6，Xq = 4， Y 形联结。当定子加额定电压形联结。当定子加额定电压 UN = 380 V，转子加负载转矩，转子加负载转矩 TL = 30 Nm时，电枢电流时，电枢电流 I1 = 10 A，功率因数，功率因数 = 0.8 （电容性），（电容性）， = 40o，E0 = 228 V。求。求 P1、Pe、 P2、PCu、P0 和和 T2、T、T0 。 解：解：P1 = 3U1I1cos = 3 I1cos UN 3= 3 100.8 W = 5 295.2 W 3801.732Id = I1sin = 10 sin40o A = 6.43 AEQ = E0(XdXq) Id =228 (64)6.43V = 215.14 V5.4 三相同步电动机的功率和转矩三相同步电动机的功率和转矩玩殃彰都备摄乎穷迹迂趣卧恐当戊癣轴羹樊田牙寝电遂蛰盗岳氢谆缆过亩第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系Pe = 3EQ I1cos = 3215.1410cos40o W = 4 944.2 WPCu = P1Pe = ( 5 259.24 944.2 ) W = 315 WP0 = PeP2 = ( 4 944.24 710 ) W = 234.2 WT2 = TL = 30 NmT0 = TT2 = ( 31.4930 ) Nm = 1.49 Nm P2 = T2n2 60= TLn2 60= 301 500 W = 4 710 W 23.1460T =60 Pe2 n= Nm = 31.49 Nm 60 4 944.26.28 1 5005.4 三相同步电动机的功率和转矩三相同步电动机的功率和转矩儡巫素砂鸡秃莲寇铱弓氏弛葱棒土锐忻寡撰戳胞彬强候蚤闽推器女帽畦聋第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系5.5 三相同步电动机的运行特性三相同步电动机的运行特性 运行特性运行特性 当当 U1 = UN ，f1 = fN ， If = 常数时，常数时， I1 、T、 、 = f (P2) 的关系。的关系。 当当 U1与与 E0 （即（即n 和和 If ）为常数时：）为常数时： Pe = f () T = f () 功角特性功角特性 矩角特性矩角特性一、隐极同步电动机的功角特性和矩角特性一、隐极同步电动机的功角特性和矩角特性 如果忽略如果忽略 R1，则有，则有 第第5章章 同步电机的基本理论同步电机的基本理论 U1sin = Xs I1 cos 卖漏殷社铬淬露标寒做意慈芯嘴渗胃纽棱野祝垫孙吼陆粹陨贤寸危赫与椿第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系U1 I1 jXs I1 E0 Pe = 3 sin U1E0XsT = 3 sin U1E0XsOPe / T 90o PeM(TM)当当 = 90o 时时: Pe = PeM ，T = TM5.5 三相同步电动机的运行特性三相同步电动机的运行特性代入代入Pe和和T的公式，可得的公式，可得刁菲锌冤碟鞋盎迭亦往傲娄诌诊邮盗热唐师秒物活升臀咏说脖弘阔廉卡枫第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系 电动机为电容性时电动机为电容性时 U1sin = XqI1cos Xd Id = E0U1cos EQ = E0(Xd Xq)Id二、二、凸极同步电动机的功角特性和矩角特性凸极同步电动机的功角特性和矩角特性U1 I1 jXqI1 EQ jXd Id jXq Iq E0 5.5 三相同步电动机的运行特性三相同步电动机的运行特性 电动机为电感性时电动机为电感性时 U1sin = XqI1cos Xd Id = U1cos E0 EQ = E0(Xd Xq)Id形呢晴茧幅侗草傈运重枉皇恩滓嚷库芍鞍茂原遵爆皑丸送根促瞩乏吝舞奉第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系Pe代入代入P Pe e 和和T T 的公式可得的公式可得 3U1E0Xd = sin 1Xq ( ) sin2 3U1221Xd3U1E0Xd T = sin 1Xq+ ( ) sin2 3U1221XdPe = Pe PeT = T T 5.5 三相同步电动机的运行特性三相同步电动机的运行特性磐畔筛描祁丘盈璃贩耶邓疲全智谭痉痰且哦邓痔考艾哎让乱豫拴匝友花本第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系 讨论：讨论： (1)3U1E0Xd Pe = sin Pe E0 ，当转子有励磁即，当转子有励磁即 If 0 时存在。时存在。 (2)1XqPe = ( ) sin2 3U1221XdPe 是由于是由于 Xd Xq 而引起的，与而引起的，与 If 是否存在无关。是否存在无关。 结论：结论：(1) Pe 使使 PeM 。(2) PeM 产生在产生在90o 处。处。(3) 功角特性与矩角特性功角特性与矩角特性 不再是正弦波。不再是正弦波。 基本分量。基本分量。 附加分量。附加分量。OPe / T 90o PeM(TM)PePe5.5 三相同步电动机的运行特性三相同步电动机的运行特性侣颠器批辞多埠跋橱辛勿洁畔娶沮遏困演桌骡蜒老英败呐缆烩期彼掸佳认第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系5.6 三相同步电动机功率因数的调节三相同步电动机功率因数的调节 同步电动机的主要优点同步电动机的主要优点 调节调节If 调节调节 cos 90o 90o (纯电容性纯电容性) (纯电感性纯电感性) 调节调节 If 改变改变 cos 的原理的原理 以隐极同步电动机为例，并忽略以隐极同步电动机为例，并忽略 R1 和和 T0。 调节调节 If 时，时，U1、f1、TL都不变，则都不变，则 T 和和 Pe 不变，不变，即即 T 和和 P1 不变。不变。根据：根据：Pe = 3 sin U1E0Xs= 3U1I1cos 第第5章章 同步电机的基本理论同步电机的基本理论购湖聊溺芦母溜涎谬柠缝儒亩扔钙坷憎嘿危腑余员方凡授强踪忌室鲁嘻磨第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系可得如下关系：可得如下关系： E0 sin = 常数常数 I1cos = 常数常数另一方面另一方面: 因此，改变因此，改变 If 而使而使E0 改变时，改变时，I1、 和和 均要改变。均要改变。当当 If E0 。当当 If E0 。U1 =E0j Xs I15.6 三相同步电动机功率因数的调节三相同步电动机功率因数的调节U1jXsI1E0 E0 aajXsI1I1bbE0 jXsI1I1 I1瘫叫浅嗡吓骋陨诺采于效交阮辗啤盔雕垄总忍噎刨脐哦追稻橱罐薛予盒娱第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系(1) 正常励磁正常励磁 当当 If = If0 时，时， I1 与与U1 同相，同相， = 1, 电机呈电阻性。电机呈电阻性。 (2) 欠励磁欠励磁 当当If If0时，时， I1 (I1 ) 滞后于滞后于U1，电机呈电感性。电机呈电感性。 If ，感性程度，感性程度 。(3) 过励磁过励磁 当当 If If0 时，时， 电机呈电容性，电机呈电容性， If | | ， 容性程度容性程度 。 I1 (I1) 超前于超前于U1， 5.6 三相同步电动机功率因数的调节三相同步电动机功率因数的调节U1jXsI1E0 E0 aajXsI1I1bbE0 jXsI1I1 I1隘茎仔古腥袜腻甜汇航姚叶褥拂橡嘎龟乔牢核扮棉吨氮渐略官扎籍帘揪赛第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系同步电动机的同步电动机的 V 形曲线形曲线 当当 U1 = UN、f1 = f N、TL 不变时：不变时： I1 = f (If )OI1IfP2P2欠励欠励 过励过励 If0cos =15.6 三相同步电动机功率因数的调节三相同步电动机功率因数的调节概伶稻领蚂猾瞥菠失清具摧虞垂报淬笛岭灯郑冗呈茧开称幕腆日浑蚁副蚊第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系*5.7 微型同步电动机微型同步电动机 微型同步电动机的额定功率：微型同步电动机的额定功率： 零点几瓦至数百瓦。零点几瓦至数百瓦。 应用应用 电报传真机、磁带录音机、精确计时或记录装置。电报传真机、磁带录音机、精确计时或记录装置。 分类分类 按定子绕组电源的相数分：单相、三相。按定子绕组电源的相数分：单相、三相。 按转子结构的不同分：永磁式、磁阻式、磁滞式。按转子结构的不同分：永磁式、磁阻式、磁滞式。一、永磁式同步电动机一、永磁式同步电动机 转子：永久磁钢，隐极式或凸极式。转子：永久磁钢，隐极式或凸极式。 特点：结构简单、制造方便、特点：结构简单、制造方便、 和和 高、成本也高。高、成本也高。 第第5章章 同步电机的基本理论同步电机的基本理论讨芝魏怨粗淬七建埂份祈赘贼牧磐猩藻玩辛巾酶矾熙鬃玛钩艾萧倾刁卧誊第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系*5.7 微型同步电动机微型同步电动机鼠笼槽鼠笼槽 反应槽反应槽 二、磁阻式同步电动机二、磁阻式同步电动机 又称为反应式同步电动机。又称为反应式同步电动机。 转子：由导磁材料制成，凸极式。转子：由导磁材料制成，凸极式。 特点：结构简单、价格便宜、运行可靠、特点：结构简单、价格便宜、运行可靠、 和和 较低。较低。 磁阻式同步电动机的转子结构型式磁阻式同步电动机的转子结构型式 (a) 外反应式外反应式 (b) 内反应式内反应式 (c) 内外反应式内外反应式 外巷兆乎拭悼深蘑吁予港岭震东柑柄耪捆朝梭牧跑滞鸿斧醉墅拉骸冤怜顺第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系*5.7 微型同步电动机微型同步电动机三、磁滞式同步电动机三、磁滞式同步电动机 简称电动机。简称电动机。 转子：由硬磁材料制成，转子外表呈光滑圆柱形。转子：由硬磁材料制成，转子外表呈光滑圆柱形。1. 涡流转矩涡流转矩 转子导电转子导电感应涡流感应涡流 涡流转矩涡流转矩 当当n = n0 时，涡流转矩时，涡流转矩 = 0。2. 磁滞转矩磁滞转矩 转子导磁转子导磁被磁化被磁化磁极磁极 转子磁极轴线滞后于合成旋转磁场轴线转子磁极轴线滞后于合成旋转磁场轴线3. 特点特点 可以运行于同步转速，也可以运行于异步转速。可以运行于同步转速，也可以运行于异步转速。 自身具有起动转矩。自身具有起动转矩。 旋转磁场旋转磁场 磁滞现象磁滞现象 汲熄朗枣涪贵畴刑桥元貌恢痘烯贺撩世缄吮鹃阜赊桃蓖肥盲贺汰远宅暑密第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系5.8 三相同步发电机的运行分析三相同步发电机的运行分析1. 基本方程式基本方程式Uf If F0m 0 E0I1 Fam a Ea E R1I1 U1 = E0EaE R1I1 U1I1第第5章章 同步电机的基本理论同步电机的基本理论一、三相隐极同步发电机的运行分析一、三相隐极同步发电机的运行分析E0 Ea E 启告盲先杯臃跑役菇屿城处缺宜苟茨微愁冀桩狮艾宋腔窘恿葬虐伟唇犊鹅第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系Ea =j Xa I1 E =j X I1 Xa 电枢反应电抗。电枢反应电抗。 X 电枢漏电抗。电枢漏电抗。U1 = E0(R1j X j Xa ) I1 U1 = E0(R1j Xs ) I1 Xs = XaX 同步电抗。同步电抗。 忽略忽略 R1，则，则 U1= E0j XsI1 5.8 三相同步发电机的运行分析三相同步发电机的运行分析把靡扭鉴肩耽傀井亲躇借搂明伯封拙猿潮爪屠做北乓侮淆特狗鹿踩臂装污第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系2. 等效电路等效电路3. 相量图相量图 根据负载的功率因数和电路方程作相量图。根据负载的功率因数和电路方程作相量图。并设：并设： U1 = U1 0o 。 +U1 R1 jXs I1E U1 = E0(R1j Xs ) I1 5.8 三相同步发电机的运行分析三相同步发电机的运行分析戊闯硬涤溢漳秃披痘匠酌赤惋醋蔼绢溉梨乐于驯拖哗烹萤骡姓赡躺娄仓溺第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系(c) 电电容容性性(a) 电电感感性性(b) 电电阻阻性性U1I1 R1I1jXs I1E0U1I1R1I1jXs I1E0U1I1 R1I1jXs I1E0U1I1 jXs I1E0U1I1jXs I1E0 忽略忽略 R1 时：时：U1I1 jXs I1E05.8 三相同步发电机的运行分析三相同步发电机的运行分析楷方译咆挎卷寿寇伎索赊宗希褒稠藕数嘲远元朋绩疙瞳诧午淤存狄娘握米第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系 【例例 5.8.1】 某三相同步发电机，某三相同步发电机， PN = 50 kW，UN= 400 V，Y 形联结，形联结， N = 0.8（电感性）。（电感性）。R1 = 0.2 ， Xs= 1.2 。求空载电压等于额定电压，电枢电流等于额定电。求空载电压等于额定电压，电枢电流等于额定电流，内功率因数角流，内功率因数角 = 53.1o 时的相电压时的相电压U1 、线电压、线电压U1L、功率因数角功率因数角 和功角和功角 。 解：解： E0 = UN 3= V = 231.21 V 4001.732I1 = IN =PN 3 UN N = A = 90.32 A 501031.7324000.8取参考相量：取参考相量： 则则I1 = 90.32 0o A E0 = 231.21 53.1o V 5.8 三相同步发电机的运行分析三相同步发电机的运行分析珐哆牡台孔胯决咙祸展搽骏衣迸台烬夸荧师蕊瘁浇嘎康吃篷确牌太袭防揪第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系U1= E0( R1jXs ) I1 =231.21 53.1o ( 0.2j1.2 )90.32 0o V = 143 32.36o V 由此求得由此求得 U1 = 143 V U1L = 3 U1 = 1.732143 V = 247.39 V = 32.36o = = 53.1o 32.36o = 20.74o 5.8 三相同步发电机的运行分析三相同步发电机的运行分析古寇翱挤吉的璃蜒钻化盼经废涝禾申激诧昼疯菇乓疮哲换睹钡午备烈澡诛第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系1. 基本方程式基本方程式Uf IfF0m0E0 I1 Fad Faq ad aq Id IqEad Eaq E R1I1 U1 I1 U1 = E0 + Ead + Eaq + ER1I1二、三相凸极同步发电机的运行分析二、三相凸极同步发电机的运行分析5.8 三相同步发电机的运行分析三相同步发电机的运行分析E Eaq E0 Ead 侣睬剥哦捎愿震堡砰糊换惟壕袖贿淹姐茬秤杉网拖家胁盖桩谬疟三滇奉拯第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系Ead =jXad Id E =j X I1 Eaq =jXaq Iq Xad 直轴电枢反应电抗。直轴电枢反应电抗。 Xaq 交轴电枢反应电抗。交轴电枢反应电抗。 X 电枢漏电抗。电枢漏电抗。U1 = E0jXad IdjXaq IqjX I1 R1I1 = E0j (XadX ) Idj (XaqX ) IqR1I1 5.8 三相同步发电机的运行分析三相同步发电机的运行分析将将得得吏刑蝴栏困羚净秩恬娇款乃掉茶隙游局兢皖蜕责陪躇奸毗迷裔俗柯矫虞卤第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系 Xd = Xad + X 直轴同步电抗。直轴同步电抗。 Xq = Xaq + X 交轴同步电抗。交轴同步电抗。忽略忽略 R1，则，则 U1 = E0jXd Idj Xq Iq U1 = E0jXd IdjXq IqR1I1 5.8 三相凸极同步发电机的运行分析三相凸极同步发电机的运行分析淌远霞症迭好乒湘嫩聂酸卓遏氮岿傣拌向茸励曼耙捅攘非氛激唬伦掺叼沙第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系2. 等效电路等效电路 设：设：EQ = E0j (XdXq ) Id U1 = EQR1I1j Xq I1 忽略忽略 R1，则，则U1 = EQj Xq I1 3. 相量图相量图 根据电路方程和根据电路方程和 负载性质作相量图。负载性质作相量图。 设：设：U1 = U1 0o I1 R1 jXq +U1EQ 5.8 三相凸极同步发电机的运行分析三相凸极同步发电机的运行分析伊倦明调缸零怂叁红渣卧躯妈溃难馅巾誓酗一还芥茸舰支攘辙辆纹间墨库第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系U1I1 R1I1jXqI1EQjXdIdE0jXqIqU1I1R1I1jXqI1EQjXdIdjXqIqE0U1I1R1I1jXqI1EQjXdIdjXqIqE0 (c) 电电容容性性(a) 电电感感性性(b) 电电阻阻性性 忽略忽略 R1 时时U1I1 jXqI1EQjXdIdE0jXqIqU1I1jXqI1EQjXdIdjXqIqE0U1I1jXqI1EQjXdIdjXqIqE0 5.8 三相凸极同步发电机的运行分析三相凸极同步发电机的运行分析项抉隙渡哲诵葛觉琅菜邮梳柯热漠伟逸贞肝圭硬澜主傣鄙棘铲新夺律如噪第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系 【例例 5.8.2】 某三相同步发电机，某三相同步发电机， 已知已知 U1L = 11kV，Y 形联结，形联结，I1 = 460 A， = 0.8（电感性），（电感性），Xd = 16 ，Xq = 8 ，R1 忽略不计。求忽略不计。求、 、E0 。 解：解：U1 = U1L 3= = 6 358.38 V 111031.732Vtan = U1sin XqI1 U1cos 6 358.380.68460 6 358.380.8=V = 1.47 = arctan1.47 = 55.84o = = 55.84o 36.87o = 18.97o E0 = U1cos XdId =(6358.38cos18.97o16460sin 55.84o )V = 12 103.25 V5.8 三相凸极同步发电机的运行分析三相凸极同步发电机的运行分析矣芍灾锁督沏泵屯广咯演戴炎裳办诞痕寥河姿湍昼开诫帧扶撅斩厘屠毡悦第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系5.9 三相同步发电机的功率和转矩三相同步发电机的功率和转矩一、功率一、功率1. 输入功率输入功率2. 空载损耗空载损耗3. 电磁功率电磁功率4. 铜损耗铜损耗5. 输出功率输出功率6. 总损耗总损耗P1 = T1P0 = PFePmePadPe = P1P0PCu = 3R1I12 P2 = PePcu = 3U1I1cos Pal = PFePCuPadPme 第第5章章 同步电机的基本理论同步电机的基本理论7. 功率平衡方程式功率平衡方程式 P1P2 = Pal 符侩憎唆傣涝豁境墙鸽土赦娱誓寐呕柯奴蒲眼钾砾滑恢赚县吝令结赢航黎第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系8. 效率效率P1P0PePCuP2 = 100% % P2P1二、转矩二、转矩1. 输入输入转矩转矩2. 空载转矩空载转矩3. 电磁电磁转矩转矩4. 转矩平衡方程式转矩平衡方程式T1 = P10T0 = P00T = Pe0T1 = T + T0= P1 n602 = P0 n602 = Pe n602 5.9 三相同步发电机的功率和转矩三相同步发电机的功率和转矩肚燎跃搞条酵事佩癸脾榷紊说籽羞胖沦躯述逸贤竿猛僻服唱弱网绳豌歼鹰第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系5.10 三相同步发电机的运行特性三相同步发电机的运行特性一、外特性一、外特性 当当 n = nN，If、 = 常数时，常数时，U1L 与与 I1L 的关系，的关系， 即即 U1L = f (I1L)。 调节调节If，使，使 I1L= IN、 = N、U1L = UN 时，时， If = IfN。 电压调整率：电压调整率： 保持保持 nN、 N、IfN 时，时，OU1LI1Lcos = 0.8 ( 0)cos = 0.8 ( 0)cos =1UNINVR = 100% % E0UNP UNP第第5章章 同步电机的基本理论同步电机的基本理论娟哀巫怖主府苯粘束卷粕终肄监钒江漂粹挛悔砧滇速粤灿迸绩螟阉脯号俄第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系二、调节特性二、调节特性 保持保持 n = nN、U1L = UN、 = N 时，时， If 与与 I1 的关系，的关系，即即 If = f ( I1 )。OIf I1cos = 0.8 ( 0)cos = 0.8 ( 0)cos =1三、功角特性三、功角特性 功角特性：保持功角特性：保持 n、If 、U1 不变时，不变时，Pe 与与 的关系，即的关系，即 Pe = f ( ) 。 矩角特性：保持矩角特性：保持 n、If 、U1 不变时，不变时，T 与与 的关系，即的关系，即 T = f ( ) 。 上述关系与同步电动机的关系相同。上述关系与同步电动机的关系相同。5.10 三相同步发电机的运行特性三相同步发电机的运行特性千企犯捅涉禹己夜锡溶殆盐吮尧罕居蔷驰埃奠向沃愤烧曲竞窝宿供发惧运第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系5.11 同步发电机与电网的并联运行同步发电机与电网的并联运行 并联运行的优点并联运行的优点(1) 提高电力系统的经济指标。提高电力系统的经济指标。(2) 减少发电厂备用机组的容量。减少发电厂备用机组的容量。(3) 提高电能供应的可靠性。提高电能供应的可靠性。(4) 提高电能供应的质量。提高电能供应的质量。一、并联运行的条件一、并联运行的条件 相序一致、频率相同、电压相等。相序一致、频率相同、电压相等。 以避免电网与发电机之间产生大的冲击电流以避免电网与发电机之间产生大的冲击电流 和在发电机轴上产生大的冲击转矩。和在发电机轴上产生大的冲击转矩。第第5章章 同步电机的基本理论同步电机的基本理论苛庚犯瑰秧迅犯虎啪辆些唯仁均循璃纸否凛坷梯龙怂漫媳忙假苫骗炬蛹鱼第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系 U U1A S U1B1. 电压相等电压相等 如果如果则则U1AU1B U = U1AU1B 0 2. 频率相等频率相等如果：如果： A BU1AU1B A B U = 0 2U1U1AU1BU1AU1B UU1AU1B UU1AU1B U5.11 同步发电机与电网的并联运行同步发电机与电网的并联运行胯霍采砌诈潜暑堪帜缔拭瘟述痪狠氯玩器蹲章戎档巴涉统涡陡玻佐巩蹈苫第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系U1BUU1BVU1BW3. 相序相同相序相同 如果相序不同，如果相序不同，则则 UU = 0 UV = U1AVU1BV UW = U1AWU1BW U1AUU1AVU1AW UV UW二、并联运行的方法二、并联运行的方法 调节调节 If 调节调节 E0 ；调节；调节 n 调节调节 f 。1. 理想同步法理想同步法2. 自同步法自同步法5.11 同步发电机与电网的并联运行同步发电机与电网的并联运行砂流何芭陵报拐讲辉千欲合擞缘诫嘎振丘便霉纺裁更仙去屹苏肋御逛脐陛第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系三、有功功率的调节三、有功功率的调节 无穷大电网无穷大电网 容量很大、频率和电压基本不受负载与其他容量很大、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。干扰的影响，即恒频恒压的电网。1. 有功功率的调节方法有功功率的调节方法 5.11 同步发电机与电网的并联运行同步发电机与电网的并联运行调节调节进水量进水量进汽量进汽量T1(P1) T1 T +T0 n T T1 =T +T0为止，重新在为止，重新在n = n0下稳定运行。下稳定运行。粳而还搔仑卯蔗篱茅烂弃唁遭向肉尽忿漂帜讳面碉芳虞含拾婴溉凰白瞄羚第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系2. 静态稳定静态稳定0Pe /T 90o aa5.11 同步发电机与电网的并联运行同步发电机与电网的并联运行轻的窒底簿倚遇讳臀燃遮四瞒知描饲饺弦讶芦曰怕缩锡恃拽剁帖伴豫扭尘第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系0Pe /T 90o a0Pe /T 90o aT T1= T + T0a 点点： T1 T T1 =T +T0为止为止 ，在在b 点重新稳定运行点重新稳定运行0 M 稳定运行区。稳定运行区。bT1 = T + T0a 点点： T1 T T1更大更大于于T +T0 ，n再也回不到再也回不到n0失步失步。 M 180不稳定运行区。不稳定运行区。 5.11 同步发电机与电网的并联运行同步发电机与电网的并联运行稳定稳定运行区运行区竿趾垂歇嗅宇小能协窍背疮庐已俱广寂蠕桔拧贾镜赌群悦下辐蹋眷旋考酮第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系振荡幅度过大，超过稳定区而引起的失步。振荡幅度过大，超过稳定区而引起的失步。阻尼绕组可抑制振荡。阻尼绕组可抑制振荡。4. 过载能力过载能力 MP =P2MPN= 1.7 3.03. 动态稳定动态稳定5.11 同步发电机与电网的并联运行同步发电机与电网的并联运行忍段寸永靶哭晨苏尔聋羡关填纽萌企范投突姻奢策睛余趁幼钱毗缸霞癸奄第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系四、无功功率的调节四、无功功率的调节1. 调节方法调节方法 调节调节 If2. 调节原理调节原理 调节调节 If 时，因时，因U1和和 P2 不变，忽略不变，忽略R1和和T0，则，则 Pe = 3 sin U1E0Xs= 3U1I1cos = P2 5.11 同步发电机与电网的并联运行同步发电机与电网的并联运行即：即：E0 sin = 常数常数 I1cos = 常数常数 帘娜快急蓉诽阳皑刨恰蒸琶寿居显龋压宵页蝇操拓胃诽乡码隋对莎坞灵喀第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系(1) 正常励磁正常励磁 当当If = If0 时，时， = 0， = 1，Q2 = 0，发电机不输出无功功率。，发电机不输出无功功率。 I1与与U1 同相，同相， 5.11 同步发电机与电网的并联运行同步发电机与电网的并联运行U1E0I1jXsI1E0aajXsI1I1 E0jXsI1I1 bb昭吗翘羊秤疆浦馆震撰宁氦随爱淖遂兴宛扦驰扭莽信垒经灸忆厨股讹箩狙第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系2. 欠励磁欠励磁 当当If If0 时，时， 发电机输出电容性无功功率；发电机输出电容性无功功率； If Q2 。3. 过励磁过励磁 当当If If0 时，时， 发电机输出电感性无功功率；发电机输出电感性无功功率； If Q2 。 I1 ( I1 ) 超前于超前于U1， I1 ( I1 ) 滞后于滞后于U1，5.11 同步发电机与电网的并联运行同步发电机与电网的并联运行乙浆涯掺吐俏拇咕悸夏讣炸眷券庸恶他富步旋餐上蒂溃革莫渣颊歉危析跋第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系 【例例5.11.1】 一台一台 Y 形联结的水能发电机，并联在形联结的水能发电机，并联在 UN = 10.5 kV 的电网上运行。发电机的的电网上运行。发电机的 Xd = 1.3 ，Xq = 0.7 ，R1 忽略不计，忽略不计， = 18.09o 时，时，I1 = 3 990 A， E0 = 9 970 V。求该发电机输出的有功功率。求该发电机输出的有功功率 P2 和无功功率和无功功率 Q2（电容性（电容性的还是电感性的）。的还是电感性的）。 解：解：U1 = UN 3= V = 6069.36 V 10.51031.73忽略忽略R1，则，则3U1E0XdP2 = Pe = sin 3 ( ) sin2 1XqU1221Xd= 64.87 MW 5.11 同步发电机与电网的并联运行同步发电机与电网的并联运行峰姓柞海澎兼仕臻孔芝挺帚兽穗抨赴庐记像备窍篇收迎件刹助苇为粤固描第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系 = arccos P23U1 I1 = arccos U1sin Xq I1= arccos 64.87106 36 069.363 990 = 26.76o= arccos 6 069.36sin18.09o 0.73 990= 47.56o由于由于 ， I1 滞后于滞后于U1， 故输出电感性无功功率，故输出电感性无功功率， 其值为其值为 Q2 = 3U1I1sin = 36 069.363 990 sin26.76o var = 32.71 Mvar5.11 同步发电机与电网的并联运行同步发电机与电网的并联运行钳阂涤钟赔路民暴握迷叮秆勘赦轴艾办男幻族癌筛醚慎察轻著日甄迭踊球第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机大连理工大学电气工程系*5.12 同步发电机的三相突然短路同步发电机的三相突然短路使得突然短路电流远大于稳定短路使得突然短路电流远大于稳定短路电流，会对电机造成损害。电流，会对电机造成损害。直轴瞬态电抗直轴瞬态电抗 Xd直轴超瞬态电抗直轴超瞬态电抗 Xd交轴瞬态电抗交轴瞬态电抗 Xq Xd Xd XdXq Xq第第5章章 同步电机的基本理论同步电机的基本理论寺光接信其纽葵彬配莎晨胆幅朴耿益拈片基且俺锤吭俘毯敛缮蚊府闷趾对第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机LFChun 制作 大连理工大学电气工程系练练 习习 题题v5.1.1 5.1.2v5.2.1 5.2.2v5.3.1 5.3.2 5.3.3 5.3.4v5.4.1 v5.5.1 5.5.2 v5.6.1 5.6.2* 以教师画勾的题为准。以教师画勾的题为准。第第5章章 同步电机的基本理论同步电机的基本理论v5.8.1 5.8.2v5.9.1v5.10.1v5.11.1下一章下一章央炮厉秦但吊隔溯巫邀轻川安原虏奇闭蕾爸请笋币惑毒吗膳脸织颂嵌咨蝶第5章同步电机的基本理论ppt课件同步电机