电子科技大学：《高等电力系统分析》课程教学资源（课件讲稿）04 凸极机和多机系统功角特性

凸极机和多机系统功角特性 一、凸极同步发电机的功角特性 。凸极发电机和隐极发电机的差别在于，隐 极机转子的材料所构成的磁阻几乎是圆心 对称的，因此在d轴和q轴上所产生的磁 阻相同，对应的等值电抗可以认为相等， 即xd=Xq

凸极机和多机系统功角特性 一、凸极同步发电机的功角特性 凸极发电机和隐极发电机的差别在于，隐 极机转子的材料所构成的磁阻几乎是圆心 对称的，因此在 d 轴和 q 轴上所产生的磁 阻相同，对应的等值电抗可以认为相等， 即xd= xq

凸极机转子示意图如图所示： 凸极机转子 可以看出，其q轴对应的铁芯要比d轴对应的铁芯多， 因此q轴磁阻小，对应的等值电抗认为x:>x,。 凸极机向量图如图所示：

轴 凸极机等值相量图 i(x-x） 含 jlaxd配 6 U Ua d轴

9轴 凸极机等值相量图 ji(xa-x) a)以空载电动势和同步电抗表示发电机时： jle E。-Ug 由图可知， E,=U,+1 xaz 0=Ua-IXGE U Xq正 代入电磁功率表达式，得到： 10. 轴 U_E0_U0 B=U+0=U,B。-Ua+0SS UUa Xa xa xa sinò+2x sin 28 d XaZ

分析： A、由于凸极发电机d轴和q轴电抗不同，功率中 出现了一个按两倍频功角的正弦变化的分量，称 为磁阻功率。 B、对于凸极机，当发电机空载电势恒定时，功率极 限值出现在功角小于90°处。 C、磁阻使功角特性曲线畸变，功率极限略有增加。 PE=- d π ,π 2 凸极机空载电势恒定时的功角特性

b)以暂态电动势和暂态电抗表示发电机时： Id= Eg-Ug 由图可知， [E,=Ug+IXΣ 0=Ua-IgxaE Ua XqZ 代入电磁功率表达式，参考隐极机用暂态电动势和 暂态电抗表示发电机的表达式，只需要将其中的x换成x。即可， 得： EU

sin 28 2.5 2 1.5 c.5 0 C.5 0 20 40 6C8010120 14060 180 凸极机暂态电势恒定时功角特性曲线

分析： A、对于凸极机，当发电机暂态电势恒定时，功率 sin2δ 2 极限出现在功角大于90度处。 2.5 B、功率极限比Eq恒定的情况时略有增加，这是由 于叠加了一个二倍频的正弦曲线造成的，从图中 可以看的很清楚。 C、由于凸极机的x,往往小于隐极机的x,因此其 暂态磁阻功率往往小于隐极机的相应分量。 D、同样对凸极机可以用E做近似简化，简化结果 C5 与隐极机的相同。即，P= EU 0 2五406C801门0120140010 sin o' 凸极机暂态电势恒定时功角特性曲线

c)以发电机端电压表示发电机时： 与隐极机的表达式相同：乃。=一 UoU sina 其中：δ。表示U。与U之间的夹角， x。表示发电机端与无限大母线间的电抗

二、多机系统中的发电机的功率 1、多机系统中的发电机的功率的一般表达式 若系统中有多台发电机，近似地将发电机以一等值电抗 和其后的电动势来代表，即 P%= sino, xaz EU sin & P。= Uo sin)