求发电机和电动机励磁电动势标幺值E0*和功率角

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-03-30 16:33 标签： 发电机励磁电动势

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[例6-5] 有—台水轮发电机和电动机額定容量SN＝16667kVA，额定电压UN＝13.8kV Y联结，额定功率因数 0.8(滞后)额定转速nN＝100r／min， 电枢电阻忽略不计。发电机和电动机的短路特性为 波梯电抗的标么值 一直线当短路电流等于额定电流时，励磁电流Ifk＝l 78A空载特性的数据为 45 85 150 205 250 300 350 400 0.25 0.45 0.79 1.00 1.14 1.20 1.25 1.30 试用波梯图法确定该发电机和电动机的额定励磁电流和电压调整率。 已知：参数E0 = f (If) ，额定值 用计算机求FfN 和 kaFa 隐极同步发电机和电动机 →IfN 6.8同步发电机和电动机与电网的并联 本节主要讨论并联运行的条件，以及并联后发电机和电动机有功无功功率的调节 电网 无穷大 一、投入并联运行的条件和方法 1、投入并联的条件 同步发电机和电动机投叺并联时，为了避免电机和电网中产生冲击电流及由此产生的冲击转矩待投入并联的发电机和电动机必须满足以下条件： （1）发电机和電动机的相序应于电网一致。 （2）发电机和电动机的频率应与电网相同 （3）发电机和电动机的E0应与电网电压U大小相等，相位相同 以上彡个条件中，第一条必须满足 相序不同时 频率不同时 则相当于发电机和电动机端 点加上一组负序电 压使发电机和电动机和电 网之间存在巨大的 电位差，产生巨大 的环流和冲击转矩 属于严重的故障情 况，必须避免 E0与U的大小不等或相位不同时 若发电机和电动机频率和电网頻率不同，可将U与E0设想 为大小相等但转速不同的旋转相量E0与U之间 便有相对运行，将产生一大小和相位随时变化的 环流从而引起电机内功率振荡，一会发出有功 功率一会吸收有功功率 若E0与U的大小不等或者相位不同时，当将发电机和电动机投入并联时存在差值电压，产苼冲击电流严重情况下，该电磁力的冲击将损坏绕组端部和转轴 ①关于相序问题一般大型同步发电机和电动机的转向和相序在出厂前嘟已注明。对于 没有标定的可利用相序指示器来确定。 ②关于频率问题 ③而E0的大小可通过调节发电机和电动机的励磁电流进行调节 E0的楿位可通过调节发电机和电动机瞬时速度来调整 2.投入并联的方法 为了投入并联所进行的调整和操作过程，称为整步过程整步方法有两种： 准整步法，自整步法 全部满足投入并联的条件准整步法； 部分满足投入并联的条件，自整步法 1、准整步法 灯光闪烁三个灯将同时出現时暗时亮的现象 直接接法 同步指示器：最简单的同步指示器为三个指示灯。 电压表 调 n ≈ ns 灯不亮 灯光闪烁三个灯将同时出现时暗时亮的现潒 ua ub uc EA Eb Ec EA Eb Ec ua ub uc EA Eb Ec ua ub uc 在灯光全部熄灭时合闸投入并联，称为灯光熄灭法（直接接法） ① ② ③ 指示灯交替明暗形成旋转 交叉接法 1灯灭，2、3灯亮 若 UA’ = UA 但 指礻灯交替明暗，形成旋转 待到灯1熄灭灯2和灯3亮度相同，表示发电机和电动机已满足投入并联条件可合闸并网。 交叉接法亦称为灯光旋轉法此法的优点是能判断发电机和电动机频率比电网高还是低 并网：灯光旋转很慢 交叉法称为灯光旋转法（亮灯法） 采用直接接法时，若出现灯光旋转现象说明相序不同；同理采用交叉接法时， 若出现灯光明暗现象也是相序错误 相序：灯光旋转，则相序正确 准整步嘚优点是：投入瞬间电网和电机没有冲击； 缺点是： 整步手续比较复杂。 ⑴相序相同 沿旋转磁场的转向n ≈ ns ， 励磁绕组通过电阻短路 2、自整步法 为了将发电机和电动机迅速投入电网可采用自整步法。 优点：投入迅速装置简单。 缺点：投入时定子电流冲击大 ⑵然后先合闸投入电网（此时相当于一台异步电机） （3）并立即加励磁电流（有冲击电流）牵入同步。 二、与电网联时发电机和电动机的功角特性 当哃步发电机和电动机的励磁电动势 和端电压 保持不变时发电机和电动机产生的 称为功角特性。 电磁功率与功率角之间的关系 转子无励磁仅靠Pe2工作时，称为磁阻电机 由功角特性可见 不变时电磁功率的大小取决于δ。 180° 90° 0° 45° -180° 电动机 发电机和电动机 Pe Pe1 Pe2 Pe 同步电机的功角特性 δmax：总电磁功率达到最大值时的功率角 例6-4 三、有功功率的调节和静态稳定 1、有功功率的调节 现代电力系统的容量都很大，其频率和电压基夲不受负载变化和其他扰动的影响而保持为常值,这种恒频恒压的交

内容提示：同步电机的习题

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第 1章 绪论重点与难点 正确理解磁感应强度、磁通量、磁场强度等物理量及铁磁材料的磁化特性掌 握载流导体在磁场中的安培力及电磁感应定律。 变压器电动势数学表达式的符号因其正方向规定不同而不同这是难点。 思考题解答 1.1 通电螺线管电流方向如图 所示请画出磁力线方向。 答 向上图略。 1.2 请画出圖 所示磁场中载流导体的受力方向 答 垂直导线向右，图略 1.3 请画出图 1.3所示运动导体产生感应电动势的方向。 答 从 向 方向图略。 1.4 螺线管Φ磁通与电动势的正方向如图 所示当磁通变化时，分别写出 它们之间的关系式图 图 图 图 答 Φ - Φ 第 2章 电力拖动系统动力学 重点与难点 1. 单軸电力拖动系统的转动方程式： 各物理量及其正方向规定、方程式及对 其理解，动转矩大于、等于或小于零时系统处于加速、恒速或减速运行状态。 2. 多轴电力拖动系统简化时转矩与飞轮矩需要折算。具体计算是难点但不是 重点 3. 反抗性和位能性恒转矩负载的转矩特性、風机和泵类负载的转矩特性、恒功 率负载的转矩特性。 4. 电力拖动系统稳定运行的充分必要条件 5. 思考题是重点。 思考题解答 2.1 选择以下各题嘚正确答案 (1) 电动机经过速比 j=5的减速器拖动工作机构，工作机构的实际转矩为 飞轮矩为 不计传动机构损耗，折算到电动机 轴上的工作机構转矩与飞轮矩依次为. (2) 恒速运行的电力拖动系统中已知电动机电磁转矩为 ，忽略 空载转矩传动机构效率为 0.8，速比为 10未折算前实际负載转矩应为. (3) 电力拖动系统中已知电动机转速为 ，工作机构转速为 传动效率为 0.9，工作机构未折算的实际转矩为 电动机电磁转矩为 ，忽略電动机空载转矩该 系统肯定运行于. 加速过程 恒速 减速过程 答 (1) 选择 。因为转矩折算应根据功率守恒原则折算到电动机轴上 的工作机构转矩等于工作机构实际转矩除以速比，为 ；飞轮矩折 算应根据动能守恒原则折算到电动机轴上的工作机构飞轮矩等于工作机构实 际飞轮矩除以速比的平方，为 (2) 选择 因为电力拖动系统处于恒速运行，所以电动机轴上的负载转矩 与电磁转矩相平衡为 ，根据功率守恒原则实際负载转矩为 (3) 选择 。因为工作机构折算到电动机轴上的转矩为 小于电动机电磁转矩故电力拖动系统处于加速运行过程。 2.2 电动机拖动金属切削机床切削金属时传动机构的损耗由电动机负担还是 由负载负担? 答 电动机拖动金属切削机床切削金属时，传动机构的损耗由电动机负擔传动 机构损耗转矩 Δ 与切削转矩对电动机来讲是同一方向的，恒速时电动 机输出转矩 应等于它们二者之和。 2.3 起重机提升重物与下放偅物时传动机构损耗由电动机负担还是由重物负 担?提升或下放同一重物时，传动机构损耗的转矩一样大吗?传动机构的效率一 样高吗? 答 起偅机提升重物时传动机构损耗转矩 Δ 由电动机负担；下放重物时， 由于系统各轴转向相反性质为摩擦转矩的 Δ 方向改变了，而电动机電 磁转矩 T及重物形成的负载转矩方向都没变因此 Δ 由重物负担。提升 或下放同一重物时可以认为传动机构损耗转矩的大小 Δ 是相等的。若 把损耗 Δ 的作用用效率来表示提升重物时为 η ，下放重物时为 η ′ 由于提升重物与下放重物时 Δ 分别由电动机和负载负担，因此使 η ≠η ′二者之间的关系为 η ′=2-1η . 2.4 电梯设计时，其传动机构的效率在上升时为 η ＜0.5请计算 η =0.4 的电 梯下降时，其效率是多大?若上升时负载转矩的折算值 ，则下降时负载转矩的折算值为多少? Δ 为多大? 答 提升时效率 η 下降时效率 η ′=2-1η =2- - 假 设不计传动机构损耗转矩 Δ 时，負载转矩的折算值为 ；若传动 机构损耗转矩为 Δ 电梯下降时的负载转矩折算值为 则 η η ′=6×(- - Δ - - 也可以如下计 算： - Δ =15-2×9=- 表 2.1 所列生产机械在電动机拖动下稳定运行时的部分数据，根据表中所给数据 忽略电动机的空载转矩，计算表内未知数据并填入表中 表 2.1 生产 机械切削力 或偅物 重力 切削速度 或升降 速度 电动机 转速 n 传动 效率负载转矩 传动损耗 电磁转矩 刨床 .80起重机 9800提升 1. 下降 1.4电梯 提升 1.09500.42下降 1.0 答 数据见表 表 2.2 生产 机械切削力

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