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稀土永磁同步电机之永磁同步发电机的电枢反应

[点击量:3440][来源:立新]

2013-07-04

稀土永磁同步电机永磁同步发电机的电枢反应

    一、电枢电流f与励磁电动势户。同相位图9一6 ( a)为一台两极同步发电机的示意图,每相绕组用一个集中线圈表示,磁极画成凸极式。电枢绕组中电动势和电流的正方向规定为从首端流出、从尾端流人。在图9一6 ( a)所示的瞬间,主极轴线(直轴)与电枢A相绕组的轴线正交,A相绕组交链的主磁通为零。因为感应电动势滞后于产生它的磁通90 。,故A相励磁电动势户0A的瞬

时值此时达到正的最大值,其方向如图9一6所示;B 、 c两相的励磁电动势户OB和户。 C分别滞后于A相电动势1200和2400,如图9一6 ( b)中的相量图所示。若电枢电流1与励磁电动势户。同相位,即内功率因数角巩~0o,则在图示瞬间,A相电流也将达到正的最大值,B相和C相电流分别滞后于A相电流120 。和2400,如图9一6( b)所示。由电机学理论可知,在对称三相绕组中通以对称三相电流时,若某相电流达到最大值,则在同一瞬间,三相基波合成磁动势的幅值(轴线)就将与该相绕组的轴线重合。因此在图9一6 ( a)所示瞬间,基波电枢磁动势Fa的轴线应与A相绕组轴线重合。相对于主磁极而言,此时电枢磁动势的轴线与转子的交轴重合。由于电枢磁动势和主磁极均以同步转速旋转,它们之间的相对位置始终保持不变,所以在其他任意瞬间,电枢磁动势的轴线恒与转子交轴重合。由此可见,巩一0 ”时,电枢反应磁动势是一个纯交轴的磁动势,即。交轴电枢磁动势所产生的电枢反应称为交轴电枢反应。由于交轴电枢反应的存在,气隙合成磁场B与主磁场B 。之间形成一定的空间相角差,并且幅值有所增加,称之为交磁作用。正是由于交轴电枢应的存在,使磁极受到力的作用而产生电磁转矩。由图9一6 ( c)可见,对于发电机,当巩一0o时,主磁场将超前于气隙合成磁场,于是主极上将受到一个制动性质的电磁转矩。交轴电枢磁动势与电磁转矩的产生及能量转换直接相关。由图9一6 ( a)和(b)可知,用电角度表示时,主磁场及与电枢磁动势Fa之间的空间相位关系,恰好与A相的主磁通币0A与A相电流iA之间的时间相位关系相一致,且图9一6 ( a )的空间矢量与图9一6 ( b)的时间相量均为同步旋转。于是,若把图9一6 ( b)中的时间参考轴与图9一6 ( a)中的A相绕组轴线取为重合,就可以把图9一6 ( a)和图9一6 ( b)合并,得到一个时一空统一矢量图,如图9一6 ( d)所示。由于三相电动势和电流均为对称,所以在统一矢量图中仅画出A相的励磁电动势、电流和与之交链的主磁通,并把下标A省略,写成它。I和访。 在统一矢量图中,Fn既代表主极基波磁动势的空间矢量,也表示时间相量访。的相位;i既代表A相电流相量,又表示电枢磁动势Fa的空间相位。需要注意的是,在统一矢量图中,空间矢量是指整个电枢(三相)或主极的作用,而时间相量仅对一相而言。

二、电枢电流i与励磁电动势户不同相位

现在进一步分析电枢电流i与励磁电动势户。不同相位时的情况。在图9一7 ( a)所示瞬间,A相绕组的励磁电动势户。达到正的最大值。若电枢电流滞后于励磁电动势某一相角巩(0 。<巩<90 。),则A相电流在经过时间t一巩/。后才达到其正的最大值。也就是说,t一巩/田秒后电枢磁动势的幅值才与A相绕组轴线重合。所以在图9一7 ( a)所示瞬间,电枢磁动势Fa应在距离A相轴线巩电角度处,即Fa滞后于主极磁动势Fn以900+巩电角度。由于电枢磁动势与主极磁动势同方向、同速旋转,所以它们之间的相对位置将一直保持不变。不难看出,此时电枢磁动势Fa可以分成两个分量,一个为交轴电枢磁动势凡q,另一个为直轴电枢磁动势凡d,即。

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