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响;了解同步电机分析的双反应理论。 【教学重点】 三相同步电动机的电枢反应。 【教学难点】 电枢反应及其分析。 【教学方法及手段】 多媒体授课与板书结合
【课外作业】 联系直流电机与同步电机的电枢反应,归纳总结其异同点。 【学时分配】 1学时 【教学内容】
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【教学目的】 通过对本节的教学,使学生掌握三相同步电机的电枢反应概念及其影
第6章 三相同步电机
6-2 同步电机的电枢反应(以电动机为例分析!)
问题:直流电机的电枢反应是怎么回事?
电枢反应定义:负载时电枢磁动势的基波对主磁极基波磁场的影响。 两个需要主意的问题:
①借鉴第四章结论,按如图6-5所选参考方向三个磁动势在定子绕组中感应电动势分别:
??j4.44fNk???j4.44fNk???j4.44fNk??;E?;E?E01w10a1w1a?1w1?。且要注意对同步电动机三个电动势为反电动势。
图6-5 同步电动机正方向规定
I与励磁电动②电枢磁动势基波Fa与转子励磁磁动势基波Ff的空间相对位置取决于电枢电流??之间的相角差?。[注意]:有的书中称为内功率因数角 势E0▼这个问题的解答,通过后面两种情况的分析来说明。 一 、电枢电流和励磁电动势同相位时电枢反应
?同相位时电枢反应空间相量图。AX表示A相等效集中整距绕组,图示I和E下图为同步电动机?0?达到最大值,电流?I也达到最大值。Ff1位于直轴(d轴)上,因为是瞬间,A相绕组感应电动势E0?位于超前超前F900电角度的交轴(q轴)上,F与??同相位。F与F正交,称I和E反电动势,Ef1f10a0a作者:薛树功
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这样的电枢反应为交轴电枢反应。 度,合成磁场的幅值较转子励磁磁场增加。
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结论:同步电动机交轴电枢反应使气隙合成磁动势轴线顺转较转子励磁磁动势轴线向前移一个角
二 、电枢电流滞后励磁电动势一个锐角时的电枢反应
?位于超前超前F900电角度的交轴(q轴)上,?I滞Ff1位于直轴(d轴)上,因为是反电动势,Ef10?一个锐角?。F为F与F合成的气隙磁动势。 后Ef10?aI滞Fa分解为交轴和直轴两个分量,即:Fa?Fad?Faq;Fad?Fasin?;Faq?Facos?,其中?为??的相位角。 后E0?I也分解为交轴和直轴两个分量,即:?I??Id??Iq;Id?Isin?;Iq?Icos?。直轴电枢电流分量
?Id产生直轴电枢磁动势Fad;?Iq产生Faq,其大小为:
作者:薛树功
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Fa?1.35N1kw1NkNkI;Fad?1.351w1Id;Faq?1.351w1Iq ppp第3页
结论:交轴电流分量?Id产生的Fad起直Iq产生的Fdq仍然起交轴电枢反应作用;而直轴电枢电流分量?轴电枢反应作用,对气隙磁场起助磁作用。
?一个锐角?时的电枢反应 I超前励磁电动势E三 、电枢电流?0
结论:交轴电流分量?Id产生的Fad起直Iq产生的Fdq仍然起交轴电枢反应作用;而直轴电枢电流分量?轴电枢反应作用,对气隙磁场起去磁作用。
?与??超前?I同相位时仅产生交轴电枢反应;EI一个角归纳一个结论:(回应前面的注意问题②!)E00?滞后?I一个角度?时同时产度?时同时产生交轴和直轴电枢反应,且直轴电枢反应有增磁作用;E0生交轴和直轴电枢反应,且直轴电枢反应有去磁作用。 四 、双反应理论:法国学者勃朗德(Blondel)首先提出! 提出原因:
凸极同步电机气隙不均匀,主极极弧下(d轴方向)气隙小而极间(q轴方向)气隙大。同一大小电枢磁动势作用于不同位置时,所产生电枢反应磁密波形和每极磁通量均不同,使分析复杂,不易用解析式求解。 定义:
电枢磁动势不在直轴或交轴,作用在空间任意位置时,可把电枢磁动势分解为直轴和交轴两个分量,分别计算直轴和交轴电枢反应,最后把它们的效果叠加。这种考虑凸极电机气隙不均匀性,把电枢反应分成直轴和交轴电枢反应来处理的方法就称为双反应理论。
作者:薛树功
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