SSM2134功率角ε有双重物理意义:一方面是励磁e0与端电压U之间的时间相位差角;另外它可以近似地认为是励磁磁势Ff与气隙合成磁势fq之间的空间相位差角.从图6-7(a)可见,相量E0滞后于矢量Fr90°,电压U滞后于矢量ff90°。又由于定子绕组漏电抗xq相对于同步电抗风很小,因此Ea≈U,矢量Fa近似认为与U垂直。可见,励磁磁势与气隙合成磁势Fr之间的空间相位差角近似等于功率角ε。

同步发电机与无穷大电网并联时有功功率的调节,所谓无穷大得多,因此,电网的电压和频率不会去的发电机功率调节而改变,即电网的电压和频率恒为常值。

当发电机并人电网后,该发电机仍处于空载状态,即E0=U,r=0。这时原动机输人的机械功率Pi全部补偿空载损耗夕0,没有多余的部分转化为电磁功率,所以ε=0,PM=0。加大励磁电流,使E0>>U,这时电机输出滞后的感性电流,产生去磁效应,以保持电网电压不变。这一电流是无功电流,有功电流仍为零,见图6-8(a)所示。

图6-8 与无穷大电网并联时有功功率的调节,(a)空载运行 (b)负载运行 (c)功角特性从功率平衡的观点看,要使发电机输出有功功率,必须增大原动机的输入功率P1及相应的输人转矩M1(=P1/q),从而使转子加速。转子励磁磁势Fr超前于气隙合成磁场Fa,相应地使空载电势E0超前于电压u一个ε角,发电机输出的有功功率P2≈PM也增大,如图6-8(b)、(c)所示。由此可见,飞机的输入功率,使ε角增大,从而改变电磁功率,以达到新的平衡关系。

与无穷大电网并联时无功功率的调节,电网的负载大多是感性负载,其电枢反应具有去磁作用。因此发电机需要增大励磁来补偿电枢反应,以保持电网电压的恒定,即发电机输出的无功功率要与负载需要的无功功率相适应。

设原动机输人的机械功率不变,则发电机的电磁功率PM及输出功率P2也保持不变,即有:

             pm=me0u/xs sinq

                 =c

             p2=muicosq

                =c

其中C为常数,而m、U、xs均为定值,所以有:

               EOsing=c

               icosq=c

式(6-13)说明,在恒定的有功功率下调节励磁电流时,发电机的空载电势也会变化,但E0在横轴上的投影不变,即电势相量E0端点的变化轨迹为垂直线CD,而电流相量r的变化轨迹是水平线AB,如图6-9(a)所示;图6-9(b)则按此规律画出了4种不同情况下的相量图。

图6-9 与无穷大电网并联时无功功率的调节,图6-9(b)中,E02为正常励磁时的电势。此时负载电流r2与U同相,cos q=1,定子电流只有有功分量,数值最小。当增大励磁时,E01>E02,为了保持电网电压不变,发

电机需要输出一个感性的无功电流r1,以便增大去磁效应;而当励磁电流减小时,有E03<E02,同理,为了维持电网电压U不变,发电机输出一个容性的无功电流r3,起增磁作电机的励磁电流,发电机输出的无功功率就会变化.

同容量发电机的并联运行,在飞机上经常是两台或四台同容量同步发电机并联运行,组成容量有限的电网。这时调节一台发电机的有功或无功功率时,将会引起电网电压和频率的变化,这是与无穷大电网并合.

深圳市唯有度科技有限公司http://wydkj.51dzw.com/