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短路特性短路试验测得的短路特性曲线,不但可以用来求取同步发电机的重要参数未饱和的同步电抗与短路比外,在电厂中,也常用它来判断励磁绕组有无匝间短路等故障。显然,励磁绕组存在匝间短路时,因安匝数的减少,短路特性曲线是会降低的。负载特性负载特性是当转速、静子电流为额定值,功率因数cos=常数时,发电机电压与励磁电流之间的关系,即U=曲f(I1)。所示为不同功率因数时的负载特性曲线。当cos值不同,我们即可得到不同负荷种类的负载特性曲线。用负载特性与空载、短路特性,可以测定发电机的基本参数,是电机设计、制造的主要技术数据。
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发电机转子磁场拖动气隙磁场在空间以同步速度施转同步发电机的参数两种旋转磁场的概念转子上装有直流激磁磁,它与转子无相对运动,转子转动时,形成旋转磁场,称机械旋转磁场。定子流过三相对称电流,将在气隙中产生旋转磁势,速度为同步转速,转向从带有超前电流的相转向带有滞后电流的相。当某相电流达到大值时,旋转磁场的振幅恰好转到该相轴线处,该旋转磁场称电枢磁场。顺着旋转方向,转子磁场超前于电枢磁场的为发电机运行,这时转子由外施机械转矩拖动,对转子而言,电枢磁场与转子磁场相互作用的力是个电磁阻力;反之电枢磁场超前于转子磁场为电动机运行方式,这时电枢磁场作用到转子上的转矩是驱动转矩。两个旋转磁场空间有相位差。
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同步发电机的电枢反应及等值电势电路图隐同步发电机电枢反应及等值电势电路图定子与转子两种旋转磁场对转子绕组没有相对运动,因而不会在转子上产生感应电势。这两个磁场只在定子绕组产生感应电势,在不考虑磁路饱和的情况下,转子磁场感应空载电势E0,电枢磁场感应的电势为电枢反应电势Ea,则有E0+Ea=Uf+I(ra+jxs)可用隐同步电势的等值电路图1式中,Uf为机端电压xs为定子绕组漏抗ra为定子电阻凸机空载磁势波形图对凸转子而言,空载时转子磁势波为方波,取其基波分析。
异步发电机由于没有独立的励磁绕组,其结构简单,操作方便,但是不能向负载提供无功功率,而且还需要从所接电网中汲取滞后的磁化电流。因此异步发电机运行时必须与其他同步电机并联,或者并接相当数量的电容器。
当电力系统发生故障,机组负荷突变时,因调速机构的时滞,使机组转速升高,为限制转速,机组需一定量的,越大,机组转速变化率越小,电力系统的稳定性就越好。与机组造价密切相关,越大,机组重量越大、制造成本越大。短路比Kc,是表征发电机静态稳定度的一个重要参数。Kc原来的意义是对应于空载额定电压的励磁电流下三相稳态短路时的短路电流与额定电流之比,即Kc=Iko/IN。由于短路特性是一条直线,故Kc可表达为发电机空载额定电压时的励磁电流Ifo与三相稳态短路电流为额定值时的励磁电流Ifk之比,表达式为:Kc=Ifo/Ifk≈1/Xd。Xd是发电机运行中三相突然短路稳定时所表现出的电抗,即发电机直轴同步电抗(不饱和值)。