010444WfNK.E 601pnf)(0fIfE fIE000,0EUI00EffIF oaNsUEoadnaback00E0abc1ngd0If(Ff)Ff0FfffffIFN IN导体截面饱和用铜量，成本导体匝数00E0%uuuuKnu2232211000ffaaIFIF 气隙磁通 定子三相对称绕组中通入对称三相电流产生基定子三相对称绕组中通入对称三相电流产生基波电枢磁势波电枢磁势Fa：IpNkFWa135.1（1）大小：大小：（2）转速：转速：(r/min)pfn601（3）转向：通电相序）转向：通电相序A、B、C的方向，与转子同向；的方向，与转子同向；（4）极对数：和转子极对数）极对数：和转子极对数p相同，决定于绕组的节相同，决定于绕组的节距距y1fF1f12fffFk N i结论：结论：励磁磁势和电枢磁势以相同转速，相同励磁磁势和电枢磁势以相同转速，相同转向旋转，彼此无相对运动，共同建立负载时转向旋转，彼此无相对运动，共同建立负载时气隙的合成磁势气隙的合成磁势正是由于电枢磁势和励磁磁势的相对静止，使电正是由于电枢磁势和励磁磁势的相对静止，使电机能产生稳定的气隙磁场和平均力矩，实现机电能量机能产生稳定的气隙磁场和平均力矩，实现机电能量转换。
转换励磁磁势和电枢磁势的区别励磁磁势和电枢磁势的区别0EI:.:)(,:,:00三者关系的时间相位角与是功角功率角与负载有关的时间相位角与是外功率因数角与电机参数及负载有关的时间相位角与是内功率因数角UEIUIEAE0AI IBI.AI.CI.AE0.CE0.B0.EBI.AI.CI.AE0.CE0.B0.EfF=0 时的时空相矢图时的时空相矢图 fFaFFafFFFaFaqF同步发电机负载电流滞后空载电势同步发电机负载电流滞后空载电势90时轴AE0.CE0.BE0.AI.CI.BI.d轴q轴 A轴A AX XZ ZB BCYFfNSFa A相电流瞬时值达最大值时，相电流瞬时值达最大值时，A相电势瞬时值为相电势瞬时值为零，此时主磁极轴线位于零，此时主磁极轴线位于A相轴线的反向位置，为相轴线的反向位置，为直直轴电枢反应轴电枢反应转子磁势和电转子磁势和电枢磁势一同作用在枢磁势一同作用在直轴上，方向相反，直轴上，方向相反，电枢反应为电枢反应为纯去磁纯去磁作用，合成磁势的作用，合成磁势的幅值减小幅值减小这一电枢反应这一电枢反应称为称为直轴去磁电枢直轴去磁电枢反应反应同步发电机负载电流超前空载电势同步发电机负载电流超前空载电势90时轴AE0.CE0.BE0.CI.BI.AI.d轴q轴 A轴A AX XZ ZB BCYFfNS直轴助磁电枢反应直轴助磁电枢反应Fa I0 E时轴AE0.CE0.BE0.AI.CI.BI.d轴q轴 A轴A AX XZ ZB BCYFfNS既有交轴又有直轴去磁电枢反应既有交轴又有直轴去磁电枢反应+90+900 0Fa滞后励磁电势滞后励磁电势 一锐角一锐角 不同不同角的电枢反应角的电枢反应aFafFFaFaqFadFadFaqFadFadFaqFFl同步发电机空载时无电枢反应，也无机电能同步发电机空载时无电枢反应，也无机电能量转换。
量转换l负载时，定子电流产生电枢磁场，与转子负载时，定子电流产生电枢磁场，与转子间有相互电磁作用间有相互电磁作用l负载性质不同，电枢磁场与转子之间的电负载性质不同，电枢磁场与转子之间的电磁作用也不同磁作用也不同n1Teml当同步发电机负载电流与空载电动势同相时，当同步发电机负载电流与空载电动势同相时，电枢磁动势产生交轴电枢反应，交轴电枢磁场与转子电枢磁动势产生交轴电枢反应，交轴电枢磁场与转子电流产生的电磁力由左手定则决定电流产生的电磁力由左手定则决定0l电磁力方向与转子旋转方向电磁力方向与转子旋转方向相反，此时的电磁转矩为相反，此时的电磁转矩为制动制动转矩n1Teml当发电机输出有功电流，即输出有功功率时，原当发电机输出有功电流，即输出有功功率时，原动机（如汽轮机或水轮机）必须克服交轴电枢反应动机（如汽轮机或水轮机）必须克服交轴电枢反应对转子的制动转矩对转子的制动转矩l负载电流的交轴分量越大，负载电流的交轴分量越大，输出的有功功率就越大，对转输出的有功功率就越大，对转子的制动转矩也越大为维持子的制动转矩也越大为维持转子转速（频率）不变，需要转子转速（频率）不变，需要相应增大汽轮机进汽量，用于相应增大汽轮机进汽量，用于克服制动转矩。
克服制动转矩n1nadIfAZBXCYl同步发电机负载电流滞后空同步发电机负载电流滞后空载电势载电势90（感性无功电（感性无功电流），电枢磁势产生直轴去流），电枢磁势产生直轴去磁电枢反应磁电枢反应l直轴电枢磁场与转子电直轴电枢磁场与转子电流相互作用产生电磁力，流相互作用产生电磁力，但不产生转矩但不产生转矩l电枢磁势对转子磁场产生电枢磁势对转子磁场产生去磁作用，使气隙磁场削弱，去磁作用，使气隙磁场削弱，发电机端电压降低，若要维发电机端电压降低，若要维持端电压不变，应增加转子持端电压不变，应增加转子的励磁电流的励磁电流n1nadIfAZBXCYl同步发电机负载电流超前空同步发电机负载电流超前空载电势载电势90（容性无功电（容性无功电流），电枢磁势产生直轴增流），电枢磁势产生直轴增磁电枢反应磁电枢反应l直轴电枢磁场与转子电直轴电枢磁场与转子电流相互作用产生电磁力，流相互作用产生电磁力，但不产生转矩但不产生转矩l电枢磁势对转子磁场产生电枢磁势对转子磁场产生增磁作用，使气隙磁场增强，增磁作用，使气隙磁场增强，发电机端电压升高，若要维发电机端电压升高，若要维持端电压不变，应减小转子持端电压不变，应减小转子的励磁电流。
的励磁电流不同负载性质时电枢反应磁场与转子电流的相互作用不同负载性质时电枢反应磁场与转子电流的相互作用 l要维持发电机转速（频率）不变，必须随有功负载要维持发电机转速（频率）不变，必须随有功负载变化，调节原动机输入功率变化，调节原动机输入功率l要维持发电机输出端电压不变，必须随无功负载的要维持发电机输出端电压不变，必须随无功负载的变化调节转子的励磁电流变化调节转子的励磁电流l一般同步发电机是阻感负载，一般同步发电机是阻感负载，负载电流，负载电流既有交轴分量，也有直轴分量，所以既产生交轴电枢既有交轴分量，也有直轴分量，所以既产生交轴电枢反应，也产生直轴电枢反应反应，也产生直轴电枢反应900l 隐极同步电机定转子之间的气隙均匀分布，凸极隐极同步电机定转子之间的气隙均匀分布，凸极同步电机定转子之间气隙分布不均匀，所以对于同步电机定转子之间气隙分布不均匀，所以对于隐极电机和凸极电机需采用不同的分析方法来分隐极电机和凸极电机需采用不同的分析方法来分析它们的同步电抗析它们的同步电抗fIfF00EIaFaEEaaIraaxI jExI jE电枢反应电势：电枢反应电势：定子漏电势：定子漏电势：aarIUEEEE0同步发电机各物理量正方向的规定同步发电机各物理量正方向的规定 u电势方程电势方程（三相对称，讨论一相）（三相对称，讨论一相）其中其中 U定子绕组的端电压，定子绕组的端电压，I定子电流，定子电流，ra定子绕组的电阻。
定子绕组的电阻aarIUEEEE0u电势方程电势方程 设定子电流有效值为设定子电流有效值为I，则产生的三相合成，则产生的三相合成电电枢反应磁势枢反应磁势的幅值为：的幅值为：其中其中N:每相串联匝数每相串联匝数IpNkFWa135.12.电枢反应电抗与同步电抗电枢反应电抗与同步电抗 电枢反应磁通：电枢反应磁通：电枢反应磁通回路上的磁导电枢反应磁通回路上的磁导amaF maWafNK.E14442.电枢反应电抗与同步电抗电枢反应电抗与同步电抗 IExIxEaaaa aaxIjE aaExIu 电枢反应电抗：电枢反应电抗：l数值上表示单位相电流在定子一相绕组上所引起数值上表示单位相电流在定子一相绕组上所引起的电枢反应电势的大小的电枢反应电势的大小l时间上，电势落后产生它的磁通相位时间上，电势落后产生它的磁通相位90aaEjIx IEIjxExxxas xs称为隐称为隐极同步电机的极同步电机的同步电抗同步电抗，它是对称稳态，它是对称稳态运行时表征电枢反应和电枢漏磁这两个效应的一个综运行时表征电枢反应和电枢漏磁这两个效应的一个综合参数不计饱和时，合参数不计饱和时，xs是一个常是一个常值xxxas并且有物理意义：物理意义：表征对称负载下单位电枢电流三相联合表征对称负载下单位电枢电流三相联合产生的电枢总磁场在电枢每相绕组中感应电势。
产生的电枢总磁场在电枢每相绕组中感应电势2.电枢反应电抗与同步电抗电枢反应电抗与同步电抗 0aaEEEEUI raaEjI xEjI xsx同步电抗同步电抗aasEEjI xxjI x saxxx0asEUI rj I x假设已知假设已知U，I及及 角，求角，求0E作作 ，UIIU (,)均与均与 同向同向aFa IaFa ，分别滞后分别滞后 ,a aEE090aEEaaRIUEEE00EaEEaRI 0aEEE EsaXIjRIUE0SjIXj I X E0，I 之间的夹角为之间的夹角为 IU aFa aEE0EEaEaRI Eaj I X XIj 磁势矢量部分：磁势矢量部分：Ff 超前超前E0900fFaF Fa UI 0EaEE EaXIj XIj aaRIUEEE 00aEEE XIjXIjRIUEaa 0UIXsRaIUIRaIXsjsaXI jRIUE0 0E 0E 不考虑饱和时隐极同步发电机的相矢图等效电路不考虑饱和时隐极同步发电机的相矢图等效电路 不考虑饱和时隐极同步发电机的等效电路和相量图不考虑饱和时隐极同步发电机的等效电路和相量图 UUjxrIEa或或 jxrIUEaIExEFIaaaaa l电枢磁势作用在直轴时：电枢磁势作用在直轴时：极弧下气隙磁场接极弧下气隙磁场接近正弦分布近正弦分布。
l电枢磁势作用在交轴时：电枢磁势作用在交轴时：极弧下气隙磁场呈极弧下气隙磁场呈马鞍形分布马鞍形分布l电枢磁势作用在直轴或交轴时：气隙磁场波电枢磁势作用在直轴或交轴时：气隙磁场波形对称分布，电枢反应大小不难求出形对称分布，电枢反应大小不难求出0EadEaqEEaaqadrIUEEEEE0在电枢绕组任一相都存在在电枢绕组任一相都存在一相回路电压方程式一相回路电压方程式:dI11.35waddNKFIp114.44adwadEfNKdadadIF1dadadadIFE1qaqaqaqIFE1qaqdadIEIE,aaqaddadxI jExI jEadxaqxxxxaddxxxaqaqdadIEIE,：直轴电枢反应磁通所经路径磁导直轴电枢反应磁通所经路径磁导adaq aqad2adadxN2aqaqxN aaqaddadxIjExIjE xxxadd xxxa 0adaqaEEEEEUI rqdIIIaaqaddadxI jExI jExxxaddxxxaxIjE0dqaadaqEUI rj Ixj I xj I xqdIIIdqdqaadaqUI rj I xj I xj I xj I x0dqadqEUI rjI xjI x0adaqaEEEEEU IrIUddaxI jxI jrIUE0dI0EqIddxI jxI jIdIqIqIxxIRQcos而IU0Ear IIIU d轴轴)()()(0qddqaqdddaqdqdddaddaxxI jx I jr IUxxI jxIIjr IUxI jxI jxI jxI jr IUxI jxI jr IUEdI0EqIddxI jxI j已知已知 、如何确定如何确定 相位，即如何求出相位，即如何求出 IU0ERQ ar Iqaqddx I jr IUxxI jE)(0相量相量 和和 相互垂直，相互垂直，所所以相量以相量 与与 同相，把上式右边合成就能同相，把上式右边合成就能找到找到 的位置。
的位置0EdI)(qddxxI j0E0Eqx I jIUddaxI jxI jrIUE0dI0EqIddxI jxI jar Iqx I jUI0 EIUqaQXIjRIUE )2(aRI qXIj QE qIdIqdIII )3(ddaXIjXIjRIUE 0)4(XIj ddXIj 0 EaqIRUUIXtg cossin1U0 EQE（1）作）作 ，UIqaQXIjRIUE )2(qdIII )3(ddaXIjXIjRIUE 0)4(aqIRUUIXtg cossin1计算计算：功角功角 ：与与 的夹角的夹角U0 E所在的方向所在的方向q轴，确定轴，确定 QE cossinarctanUIrUIxaqaaqdrIUEEEEEEaadxI jxI jrIUE 本章内容结束本章内容结束。