1、121.1.定义：定义：同步电机是指电机转子的转速与磁场转速相同的交流电机。同步电机的转速为运用范围：运用范围：n同步电机主要用来作为发电机运行；n同步电机也可作为电动机应用；n同步电机还可以作为同步补偿机。pfnn10603456789同步电机的额定值（铭牌值）由以下几种：l额定容量额定容量 或额定功率或额定功率l额定电压额定电压 是指同步电机在额定运行时其定子三相的线电压l额定电流额定电流 是指同步电机在额定运行时流过其定子绕组的线电流同步发电机同步电动机同步调相机额定容量发电机出线端的额定视在功率（VA）额定功率发电机输出的额定有功功率（电功率）（W）转轴上输出的有效机械功率（W）发电机
2、出线端输出的无功功率（Var）NSNPNUNI101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960616263646566676869707172737475767778798081828384858687888990919293949596979899100101102103104105106107108109110111112113114115116117118119120121122123124125126 电力系统中的短路故障分为两个阶
3、段：突然短路；稳态短路。下面先讨论各种不对称运行的稳态短路。A单相接地短路ABC)1(kAII 同步发电机单相接地短路如左图所示，端点方程式为000CBAIIU用对称分量表示并简化后得031310)1(0AAAkAAAAUUUIIIII127128129 同步发电机的两相短路如下图所示，令B相和C相直接短接，在分解为对称分量时，以A相的数量为准，并以 表示两相短路电流。A两相短路ACBAIBICI)2(kI由图得端点方程式)2(0kCBCBAIIIUUI分解为对称分量并化简得0AAAAIIUU因为没有中线，故短路电流中没有零序分量0000AAUI130131132n超导闭合线圈磁链守恒原理NS
4、0NS0aai 无论外磁场交链线圈的磁链如何变化，由感应电流所产生磁链恰好抵消这种变化，超导闭合线圈的总磁链总是保持不变。超导闭合线圈的磁链守恒原理133134一、直轴瞬态电抗 下图为没有阻尼绕组的同步电机突然短路时（a）稳定短路（b）突然短路初瞬，电枢磁通所经过的路径。（a）(b)fidxad0fNSNS0fad突然短路的初始瞬间，由于磁链不能突变，故主磁通和励磁绕组的漏磁通均未发生变化，于是激磁电动势 也未变化，但是励磁绕组中将出现感应电流，由于感应电流 所生的磁动势的抵制，瞬态时的电枢反应磁通 在通过主气隙以后，将绕道励磁绕组的漏磁磁路而闭合。ad0E135二、直轴超瞬态电抗 当转子上装
5、有阻尼绕组时，电枢磁通路径如右图 所示。此时，磁路的磁阻更大更大了，与之相应的电抗将有更小更小的数值 ，称为直轴超瞬态电抗直轴超瞬态电抗。短路初瞬，定子绕组中的短路电流将为 所限制，在最初几个周波后，定子电流为 所限制，最后到达稳态值时，定子电流为 所限制。NSad 0ad dx dx dxdxdx 136三、和 的表示式 同步发电机装有阻尼绕组时全部电枢磁通所经磁路的总磁导为 由于电抗和磁导成正比，则dx dxadd 1111adfD addxxx 1111adfDxxxx直轴超瞬态电抗等效电路图xdx adxfxDx137 如转子上没有阻尼绕组或当阻尼绕组中的感应电流衰减完毕，磁路的总磁导
6、为 直轴瞬态电抗 的表示式为xadxfxdx111dadf dx111adfdadfadfx xxxxxxxx 直轴瞬态电抗等效电路图138一、当 时的突然短路电流 当某相的磁链 时发生三相突然短路，该相的突然短路电流及其外包线分别如下两图所示00当 时的突然短路电流00周期性短路电流的外包线kiki00ttmImImI00139n超瞬态分量 ，主要与阻尼绕组非周期性电流 相对应；n瞬态分量 ，主要与励磁绕组非周期电流 相对应；n稳态分量 ，与励磁电流 相对应。Dzi0fimmII mmIIfzimIdTdTaT阻尼绕组时间常数（阻尼绕组非周期分量，定子绕组超瞬态分量衰减）励磁绕组时间常数（励
7、磁绕组非周期分量中的瞬态分量，定子周期性电流的瞬态分量衰减）定子绕组时间常数（定子上的非周期性电流，转子上励磁绕组和阻尼绕组中的周期性电流衰减）140各相短路电流的表示式为如引入各种电抗，则()()sin()()sin(120)sin(120)()()sin(240)ddddaddattTTAmmmmmtttTTTBmmmmmmtttTTTCmmmmmmiII eII eItiII eII eItI eiII eII eItI e sin(240)011111()()sinddttTTAmdddddiEeetxxxxx 141142143144145146147148149150151152153154155156
