余輝晴寧波工程學(xué)院

凸極式同步發(fā)電機(jī)相量圖分析

余輝晴
寧波工程學(xué)院

根據(jù)凸極式同步發(fā)電機(jī)電勢(shì)平衡方程式可以畫(huà)出相應(yīng)相量圖，通過(guò)電勢(shì)平衡方程式和相量圖可以可以推導(dǎo)同步發(fā)電機(jī)的計(jì)算公式。

同步發(fā)電機(jī)；電勢(shì)平衡方程式；相量圖

由于凸極同步發(fā)電機(jī)的氣隙是不均勻的，因此電樞磁場(chǎng)分布是不對(duì)稱的，為了便于分析，把電樞反應(yīng)分解成直軸電樞反應(yīng)和交軸電樞反應(yīng)。

一、凸極式同步發(fā)電機(jī)電勢(shì)平衡方程式

在凸極式同步發(fā)電機(jī)中存在三個(gè)磁勢(shì)：勵(lì)磁磁勢(shì)、電樞磁勢(shì)、漏磁勢(shì)，它們分別產(chǎn)生勵(lì)磁電勢(shì)、電樞電勢(shì)、漏電勢(shì)，這三個(gè)電勢(shì)與電樞電阻壓降和發(fā)電機(jī)端電壓相平衡。

把電樞電勢(shì)分解成直軸和交軸兩個(gè)分量：

把電勢(shì)看成感抗壓降：

把漏抗壓降分解成兩個(gè)分量：

整理得：

二、凸極式同步發(fā)電機(jī)相量圖(圖1)

與電勢(shì)平衡方程式E˙0=U˙+I˙aRa+jI˙dXd+jI˙qXq相對(duì)應(yīng)的相量圖如圖a所示，圖a所示相量圖通常難以直接畫(huà)出，這是因?yàn)镋˙0與I˙a的夾角無(wú)法測(cè)出，這樣也就無(wú)法將I˙a分解成I˙d和I˙q，為此需將電勢(shì)平衡方程式作如下變換：

整理得：

令虛擬電動(dòng)勢(shì)E˙Q=U˙+I˙aRa+jI˙aXq，已知φ角可畫(huà)出E˙Q，根據(jù)和I˙a則可畫(huà)出I˙d，從而可畫(huà)出，與=U˙+I˙aRa+jI˙aXq+jI˙d(Xd-Xq)相對(duì)應(yīng)的相量圖如圖b所示。

三、凸極式同步發(fā)電機(jī)計(jì)算舉例

解：

通過(guò)上述分析可以看出，要畫(huà)出同步發(fā)電機(jī)相量圖，首先是要畫(huà)出虛擬電動(dòng)勢(shì)E˙Q=U˙+I˙aRa+jI˙aXq，根據(jù)凸極式同步發(fā)電機(jī)電勢(shì)平衡方程和相量圖可以方便得到同步發(fā)電機(jī)的計(jì)算公式。

[1]葉水音.電機(jī)學(xué)[M].中國(guó)電力出版社，2012

[2]孫旭東.電機(jī)學(xué)[M].清華大學(xué)出版社，2006

圖1 凸極式同步發(fā)電機(jī)相量圖

余輝晴（1962-），男，江西九江人，本科，寧波工程學(xué)院副教授，研究方向：高等教育管理。