23发电机正讲义常运行

负载时实际激磁
mn对应于去磁磁势 电o抗n：k三ad合F角a成d形的磁a激b势c磁电流 如三o电角m势=枢形mF电大fn+流小om保不：持变激不磁变磁，
高ana：b=EI—xσ，—底合边成b电c=势mn均 正ab比：于Ix电σ 枢电流 bn=cm：U=E-Ixσ
c点轨迹即为零功率因数 曲c点线：对应(U,If)为零功
特性：
参数间关系
(1)空载特性： U0f If I=0
(2)短路特性： Ik f If U＝0
(3)负载特性： Uf If I＝const、cosθ=const
(4)外特性： UfI If＝const、cosθ＝const
(5)调整特性： If fI U＝const、cosθ=const
如太饱和，将使励磁绕组用铜过多，且电压调节 困难Hale Waihona Puke Baidu
如饱和度太低，则负载变化时电压变化较大，且
铁心利用率较低，铁心耗材较多
必须掌握（*）
②结合短路特性可以求取同步电机的参数。
③发电厂通过测取空载特性来判断三相绕组的对称性 以及励磁系统的故障。
2. 同步发电机的短路特性
发电机三相稳态短路试验时，电枢短路电流Ik 与激磁电流If间的关系曲线。
枢反应的助磁影响
3. 效率特性
n=nN，U=UN，cos= cosN，效率与输出功率P2的关系
测量方法：直接负载法，损耗分析法 额损定耗效分率析范：围： 11.水基轮本发损电耗机：（电空枢气铁冷耗却，）电：枢96铜%-耗98，.5%励磁损耗，机械损 2 汽耗轮发电机（空气冷却）：94%-97.8% 2. 杂散损耗：漏磁引起的涡流损耗，谐波引起的转子表
忽略绕组电阻ra
影响： 电机磁路处于 不饱和状态。
(c) 短路运行时，Ik 滞后于E0 90o电角度， y =90o，交 轴分量I =0 ，电枢反应为纯去磁作用。
短路特性曲线
Ik
U=0
去磁作用减少了电机中的磁 通，磁路处于不饱和状态
FEIk
If
电枢磁势Fa正比于电枢电流
I=Ik Fa Ik
0
稳态短路时，电枢反应为纯去磁作用，
23发电机正常运 行
精品
3.2同步电机对称运行时的特性
1. 空载特性、短路特性、负载特性（曲线） 2. 测定同步电抗、计算短路比、测定漏抗 3. 外特性与调整特性 4. 电压变化率分析
一、同步电机的特性分析基础
对称运行：指电机转速为额定值且保持恒定，并供给 三相对称负载时的一种稳态运行方式
主要变量：电压U、电枢电流I、激磁电流If和功率因数 区别不同的条件、 cosθ
零功率因数曲线求取
两点试验实验法
额定电压点c点——（ I=IN,U=UN ）调 节发电机处于过激，电枢电流为额定
值，输出有功功率为0（零功率因 数），激磁电流和额定电压决定c点
当电机较大时，将电机并联 于电网，有功调节为零，调 节励磁使发出无功电流达到 IN，即为e点.
短路点e点——（I=IN,U=0） 调节发电机励磁电流，使三相稳定短
电机的磁通和感应电势较小，短路
If F f1 F F a Ik 电流不大，三相稳态短路运行
短路特性是一直线
没有危险
短路特性的测定——短路试验
先将三相电枢绕组在出线端处短接，再起 动原动机将发电机带到同步转速，通入不 同数值的激磁电流If，读取每次相应的短路 电流Ik，即得同步发电机的短路特性。
路电流为额定值
二、同步发电机的稳态运行特性
外特性 电压变化率 调整特性 效率特性
磁势法求电压变化率和额定励磁电流
1. 发电机的外特性
n负=载n1,电I 流f =Ic的on变st，化c关os系=—co—ns与t，负单载机的运性行质，有发关电机端电压U随
U E0 Ira jIdxd jIqxq
3. 负载特性曲线
端电压与激磁电流间的曲线 U＝f(If) I=const，cosθ=const
零功率因数特性（2） ：cosθ =0的负载特性
•纯感性负载，纯去磁作用的
电枢反应
矢量（相量）关系变成了代数关系
Faq=0,Fad=Fa
合成磁势
F Ff kadFad
端电压
UE 0IsxEI x
重点：空载特性与零功率因数曲线
If Ff
线）磁势主要消耗在气隙上
•随着励磁电流的增大，磁路逐渐饱
饱和系数：
和，磁化曲线开始进入饱和段。 （向下弯曲）
E0*=1时的总磁一势般与在气1隙.1-磁1.2势5间之比•向 •铁 为距，磁 了k离饱 合b和 理c为后 地铁aa， 利bc磁需 用部磁材分势料的迅，磁速空压增载大额，定横电
意义：空载磁路饱和后，由励磁压磁一势般所设计建在立空的载磁特通性的和弯感曲应处电， 势都降低到未饱和时的1/k。 如图中的c点
2. 发电机的调整特性
n=n1, U =const，cos=const，作单机运行，负载电流 I 与励磁电流If的关系
物理意义：维持端电压不变，励磁电流需随负载电流 的大小变化进行调节。
在感性负载时，随负载增 大，需增加励磁以抵消电
枢反应的去磁作用
在容性负载时，随负载增 大，需减小励磁以平衡电
空载特性的实验测定
剩磁电动势
调节可变电阻，使激 磁电流逐步上升，每 次记下If和E0的读数。
作同步电机的空载特 性
由于存在剩磁，规定 用下降曲线来表示空 载特性。
从逐1步.3减UN小对应的激磁
空载特性的工程应用
① 将设计好的电机的空载特性与常规空载特性相比较， 如果两者接近，说明电机设计合理，反之，则说明该 电机的磁路过于饱和或者材料没有充分利用。
If 一定，E则 0一定 E E0 Ea U Ira jIx
当容性负载且内功率因数超前时， 电枢反映是助磁作用，特性可以
呈上升形状。
影响因数： 1. 电枢反应 2. 漏抗压降
不同功率因数下，I=IN时均有U=UN
在容性负载时，需适 当降低励磁，呈欠激
运行
在感性负载下需供给较大励 磁，称为过激运行
主要参数：同步电抗xs、xd、xq及漏抗xσ
1. 同步发电机的空载特性
当空载运行时（电枢绕组开路，I=0）,空载电动势E0随 转子励磁电流If变化的关系 。
空载特性与电机磁路的磁化•当曲励线磁电具流有较类小似时的，由变于化磁规通律较小，
a b E0Φ0
电机磁路没有饱和，空载特性呈直 线（将其延长后的射线称为（气隙