凸极式发电机有什么特点

前面讲过有关隐极式发电机的问题，这次我们来说说凸极式发电机，看看相比于隐极式发电机来说，凸极式发电机有什么特点？

 

凸极式发电机定、转子之间的气隙是不均匀的，极掌下气隙比较小，而两极之间气隙比较大，就是说，凸极式同步发电机纵轴和横轴的磁路磁阻不同。因此，在气隙不同位置上电枢磁势就会产生不同的电枢磁通。

 

在分析同步发电机电枢反应时已知，在一般情况下，电枢电流可分解为假想的两个电流分量，即纵轴电流分量Id=IssinΨ和横轴电流分量Iq=IscosΨ。这两个分量分别建立磁势Fd和Fq，而这两个磁势分量又分别产生纵轴电枢反应磁通Ψd和纵轴电势Ed及横轴电枢反应磁通Ψq和横轴电势Eq，这两个电势相加，即得总的电枢反应电势Es。此外，其他各量均与隐极式相同。在忽略定子绕组电阻的情况下，凸极式发电机一相定子绕组电势平衡方程式为

 

E0+Ed+Eq+EL=U                   （2-38）

 

或

 

E0=U-Ed-Eq-EL                   （2-39）

 

如果发电机磁路没有饱和或不考虑磁路饱和影响，Ed和Eq也可用电抗压降来表示，即

 

（2-40）

 

式中  Xsd——纵轴电枢反应电抗；

 

Xsq——横轴电枢反应电抗。

 

Ed和Eq分别滞后于对应的Id和Iq90?。Xsd和Xsq的大小分别反映纵轴和横轴电枢反应的强弱。

 

由于定子漏磁通也是由定子电流IS产生的，也将IS视为Ed和Eq的向量和，故漏感应电势为

 

EL=-jIsXL=-j（id+iq）XL=-jIdXL-jIqXL       （2-41）

 

E0=U+jIdXsd+jIqXsq+jIdXL+jIqXL

 

=U+jId（Xsd+XL）+jIq（Xsq+XL）

 

=U+jIdXd+jIqXq                      （2-42）

 

式中  Xd——凸极式同步发电机纵轴同步电抗；

 

Xd——横轴同步电抗。

 

或将式（2-24）改写为

 

U=E0-jIdXd-jIqXq

 

这个关系说明，凸极式发电机也像直流发电机一样，用一个简单的等效电路表示，如图2.112所示。图中E0为空载电势，它的内阻抗由Xd和Xq并联组成。

 

在负载大小和性质以及同步电抗已知的情况下，可以画出凸极式同步发电机的向量图，如图2.113所示。

 

从上面分析可知，Xd和Xq是凸极式同步发电机的基本参数，它反映凸极式发电机磁场和磁路的情况。对于凸极式发电机，纵轴方向比横轴方向的磁阻大，因此， 在同样的电枢反应磁势作用下，φsd＞φsq，因而Xsd＞Xsq，Xd＞Xq。

 

对于隐极式发电机，纵、横轴两个方向的磁阻基本相等，所以Xsd=Xsq=Xs，Xd=Xq=Xt。