凸极式同步发电机相量图分析

余辉晴宁波工程学院

凸极式同步发电机相量图分析

余辉晴
宁波工程学院

根据凸极式同步发电机电势平衡方程式可以画出相应相量图，通过电势平衡方程式和相量图可以可以推导同步发电机的计算公式。

同步发电机；电势平衡方程式；相量图

由于凸极同步发电机的气隙是不均匀的，因此电枢磁场分布是不对称的，为了便于分析，把电枢反应分解成直轴电枢反应和交轴电枢反应。

一、凸极式同步发电机电势平衡方程式

在凸极式同步发电机中存在三个磁势：励磁磁势、电枢磁势、漏磁势，它们分别产生励磁电势、电枢电势、漏电势，这三个电势与电枢电阻压降和发电机端电压相平衡。

把电枢电势分解成直轴和交轴两个分量：

把电势看成感抗压降：

把漏抗压降分解成两个分量：

整理得：

二、凸极式同步发电机相量图(图1)

与电势平衡方程式E˙0=U˙+I˙aRa+jI˙dXd+jI˙qXq相对应的相量图如图a所示，图a所示相量图通常难以直接画出，这是因为E˙0与I˙a的夹角无法测出，这样也就无法将I˙a分解成I˙d和I˙q，为此需将电势平衡方程式作如下变换：

整理得：

令虚拟电动势E˙Q=U˙+I˙aRa+jI˙aXq，已知φ角可画出E˙Q，根据和I˙a则可画出I˙d，从而可画出，与=U˙+I˙aRa+jI˙aXq+jI˙d(Xd-Xq)相对应的相量图如图b所示。

三、凸极式同步发电机计算举例

解：

通过上述分析可以看出，要画出同步发电机相量图，首先是要画出虚拟电动势E˙Q=U˙+I˙aRa+jI˙aXq，根据凸极式同步发电机电势平衡方程和相量图可以方便得到同步发电机的计算公式。

[1]叶水音.电机学[M].中国电力出版社，2012

[2]孙旭东.电机学[M].清华大学出版社，2006

图1 凸极式同步发电机相量图

余辉晴（1962-），男，江西九江人，本科，宁波工程学院副教授，研究方向：高等教育管理。