余輝晴寧波工程學院

凸極式同步發(fā)電機相量圖分析

余輝晴
寧波工程學院

根據(jù)凸極式同步發(fā)電機電勢平衡方程式可以畫出相應(yīng)相量圖，通過電勢平衡方程式和相量圖可以可以推導同步發(fā)電機的計算公式。

同步發(fā)電機；電勢平衡方程式；相量圖

由于凸極同步發(fā)電機的氣隙是不均勻的，因此電樞磁場分布是不對稱的，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)電機電勢平衡方程式

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

把電樞電勢分解成直軸和交軸兩個分量：

把電勢看成感抗壓降：

把漏抗壓降分解成兩個分量：

整理得：

二、凸極式同步發(fā)電機相量圖(圖1)

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

整理得：

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

三、凸極式同步發(fā)電機計算舉例

解：

通過上述分析可以看出，要畫出同步發(fā)電機相量圖，首先是要畫出虛擬電動勢E˙Q=U˙+I˙aRa+jI˙aXq，根據(jù)凸極式同步發(fā)電機電勢平衡方程和相量圖可以方便得到同步發(fā)電機的計算公式。

[1]葉水音.電機學[M].中國電力出版社，2012

[2]孫旭東.電機學[M].清華大學出版社，2006

圖1 凸極式同步發(fā)電機相量圖

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