千里之行，始于足下朽木易折，金石可鏤Word-可編輯4.8.同步電機(jī)考試大綱8.1了解同步電機(jī)的額定值的含義8.2了解同步電機(jī)電樞反應(yīng)的基本概念8.3了解電樞反應(yīng)電抗及同步電抗的含義8.4了解同步發(fā)電機(jī)并入電網(wǎng)的條件及主意8.5了解同步發(fā)電機(jī)有功功率及無功功率的調(diào)節(jié)主意8.6了解同步電機(jī)的運(yùn)行特性8.7了解同步發(fā)電機(jī)的發(fā)熱過程、絕緣系統(tǒng)、允許溫升及其冷卻方式8.8了解同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)8.9了解同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行及維護(hù)工作要點(diǎn)發(fā)輸配和供配電歷年考題統(tǒng)計(jì)2023年年年2023年年2023年年2023年年2023年年2023年年2023年年2023年年2023年年2023年年22221122122023年年2023年年2023年年2023年年2023年年2023年年2023年年22212334.8.1同步發(fā)電機(jī)（1）分類。同步發(fā)電機(jī)按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)分為隱極式同步發(fā)電機(jī)和凸極式同步發(fā)電機(jī)。按發(fā)動(dòng)機(jī)類型分為汽輪發(fā)電機(jī)、水輪發(fā)電機(jī)、燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)和柴油發(fā)電機(jī)等。（2）功率和轉(zhuǎn)速。1）轉(zhuǎn)速（r/min）。固定不變，稱為同步轉(zhuǎn)速n0，取決于電網(wǎng)頻率f、磁極對(duì)數(shù)p，即2）功率（kW）。額定功率為同步發(fā)電機(jī)額定運(yùn)行時(shí)的輸出功率，即（3）空載運(yùn)行。同步發(fā)電機(jī)由原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)以額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，勵(lì)磁繞組通入直流勵(lì)磁電流，定子繞組開路，與外部電路或負(fù)載不相連的工作狀態(tài)。發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組中通入直流電流，產(chǎn)生勵(lì)磁磁動(dòng)勢，在氣隙中產(chǎn)生磁通；靜止的定子繞組切割旋轉(zhuǎn)的氣隙磁通，產(chǎn)生三相對(duì)稱的感應(yīng)電動(dòng)勢，稱為空載電動(dòng)勢E0。1）基波勵(lì)磁磁動(dòng)勢。凸極同步電機(jī)的勵(lì)磁繞組通入的勵(lì)磁電流為If，在一對(duì)極下產(chǎn)生的磁動(dòng)勢為NfIf，因?yàn)閷?duì)稱，每個(gè)磁回路經(jīng)過的兩段氣隙相同，在每個(gè)氣隙上的磁動(dòng)勢為0.5NfIf，當(dāng)橫坐標(biāo)為空間電角度α?xí)r，氣隙磁動(dòng)勢波形為矩形波，每極磁動(dòng)勢的幅值為Ff=0.5NfIf。基波磁動(dòng)勢的幅值為，kf為勵(lì)磁磁動(dòng)勢波形因數(shù)，kf=勵(lì)磁磁動(dòng)勢基波幅值/勵(lì)磁磁動(dòng)勢幅值?；ù艅?dòng)勢隨著轉(zhuǎn)子一起以同步轉(zhuǎn)速n0沿α正方向旋轉(zhuǎn)，是旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢。隱極同步電機(jī)勵(lì)磁磁動(dòng)勢波形為階梯波形，每極磁動(dòng)勢的幅值為Ff=0.5NfIf。基波磁動(dòng)勢的幅值為，因?yàn)殡A梯波形比矩形波更臨近正弦波，隱極同步發(fā)電機(jī)的波形因數(shù)?；▌?lì)磁磁動(dòng)勢的波形隨轉(zhuǎn)子以同步轉(zhuǎn)速n0在空間旋轉(zhuǎn)。2）基波勵(lì)磁磁動(dòng)勢空間矢量?；ù艅?dòng)勢隨著轉(zhuǎn)子一起以同步轉(zhuǎn)速n0沿α正方向旋轉(zhuǎn)，基波磁動(dòng)勢空間矢量Fn以同步電角速度沿逆時(shí)針方向（α正方向）旋轉(zhuǎn)。3）定子繞組一相的基波感應(yīng)電動(dòng)勢、時(shí)光相量。轉(zhuǎn)子以同步轉(zhuǎn)速n0旋轉(zhuǎn)時(shí)，定子繞組切割基波氣隙磁通密度，產(chǎn)生隨時(shí)光正弦變化的基波感應(yīng)電動(dòng)勢。空間矢量圖中基波磁動(dòng)勢空間矢量、基波氣隙磁通密度都以電角度ω沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，時(shí)光相量圖中時(shí)光向量也以電角度ω沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。設(shè)空間矢量Ff1與空間參考軸之間的夾角為α，時(shí)光相量與時(shí)光參考軸之間的夾角為φ，則兩個(gè)角之間滿意φ=α-90°?？梢?，以電角度表示空間角度后，轉(zhuǎn)子在空間上轉(zhuǎn)過一個(gè)電角度，電動(dòng)勢相量在時(shí)光上也轉(zhuǎn)過同樣的電角度。4）空載特性。橫坐標(biāo)勵(lì)磁電流If（或勵(lì)磁磁動(dòng)勢Ff）與縱坐標(biāo)定子一相繞組感應(yīng)電動(dòng)勢E0之間的關(guān)系，空載特性（定子電流為零時(shí)）通常為一條飽和曲線。因?yàn)闅庀吨兄C波磁通密度感應(yīng)的諧波電動(dòng)勢通過定子繞組的短距、分布被削弱，變得很小，E0基本上由基波氣隙磁通密度感應(yīng)產(chǎn)生的。勵(lì)磁電流If產(chǎn)生勵(lì)磁磁動(dòng)勢Ff?？蛰d運(yùn)行時(shí)的電磁關(guān)系為：勵(lì)磁繞組通入勵(lì)磁電流，產(chǎn)生勵(lì)磁磁動(dòng)勢；勵(lì)磁磁動(dòng)勢在電機(jī)中產(chǎn)惱怒隙磁通密度；勵(lì)磁磁動(dòng)勢和藹隙磁通密度隨轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)，相對(duì)于定子繞組運(yùn)動(dòng)，在定子繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢。（4）負(fù)載運(yùn)行。同步發(fā)電機(jī)的空氣隙合成磁場由轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場和定子電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場組成。兩磁場均以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，彼此相對(duì)靜止，電機(jī)的運(yùn)行方式?jīng)Q定于兩磁場間的相對(duì)位置。（5）對(duì)稱負(fù)載時(shí)的電樞反應(yīng)。1）電動(dòng)勢。同步發(fā)電機(jī)空載運(yùn)行時(shí)，電機(jī)中惟獨(dú)一個(gè)同步旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢，即勵(lì)磁磁動(dòng)勢Ff，建立的勵(lì)磁磁場在電樞繞組中感應(yīng)出對(duì)稱三相電動(dòng)勢，每相電動(dòng)勢為E0，稱為空載電動(dòng)勢或者勵(lì)磁電動(dòng)勢。接上對(duì)稱三相負(fù)載后，三相繞組中流過對(duì)稱的電樞電流I，建立電樞磁動(dòng)勢Fa，以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。2）磁動(dòng)勢。電樞磁動(dòng)勢Fa與勵(lì)磁磁動(dòng)勢Ff相對(duì)靜止又互相作用，形成負(fù)載時(shí)合成磁動(dòng)勢Fδ，并建立負(fù)載時(shí)的氣隙合成磁場。氣隙合成磁場與勵(lì)磁磁場比較在位置和大小上都發(fā)生了變化，這種電樞磁動(dòng)勢對(duì)勵(lì)磁磁動(dòng)勢的影響稱為電樞反應(yīng)。電樞反應(yīng)對(duì)勵(lì)磁磁場的不同作用，成為電樞反應(yīng)的性質(zhì)，取決于空載電動(dòng)勢E0和電樞電流Ia之間的相位差φ（內(nèi)功率因數(shù)角）。3）對(duì)稱負(fù)載時(shí)電樞反應(yīng)與負(fù)載性質(zhì)的關(guān)系如下：①Ia和E0同向，φ=0°時(shí)，惟獨(dú)