同步发电机的工作特性
同步发电机的工作特性
作发电机运行的同步发电机，是一种最常载的交流发电机。在现代电力工业中，它广泛用于水力发电、火力发电、核能发电以及发电机发电。因为同步发电机通常采用直流励磁，当其单机独立运转时，通过调节励磁电流，能方便地调整发电机的电压。若并入市电运转，因电压由大电决定，无法改变，此时调节励磁电流的结果是调整了电机的容量因数和无功功率。
同步发电机的定子、转子构造与同步发电机相同，一般采用三相形式，只在某些小型同步发电机中电枢绕组采用单相。
1、同步发电机的空载特点
作业特征表征同步发电机性能的详细是空载特性和负载运转特性。这些特点是用户选定发电机的重要依据。
空载特性发电机不接负载时，电枢电流为零，称为空载运行。此时电机定子的三相绕组只有励磁电流If感生出的空载电动势E0（三相对称），其大小随If的增大而增加。但是，因为电机磁路铁心有饱和现状，所以两者不成正比。反映空载电动势E0与励磁电流If关系的曲线称为同步发电机的空载特点。
电枢反应当发电机接上对称负荷后，电枢绕组中的三相电流会发生另一个旋转磁场，称电枢反应磁场。其转速正好与转子的速度相等，两者同步旋转。
同步发电机的电枢反应磁场与转子励磁磁场均可近似地认为都按正弦规律分布。它们之间的空间相位差取决于空载电动势E0与电枢电流I之间的时间相位差。电枢反应磁场还与负荷状况有关。当发电机的负载为电感性时，电枢反应磁场起去磁功能，会导致发电机的电压降低；当负载呈电容性时,电枢反应磁场起助磁用途,会使发电机的输出电压升高。
2、同步发电机的负荷特点
负载运行特征详细指外特征和调整特征。外特点是当转速为额定值、励磁电流和负荷容量因数为常数时，发电机端电压U与负荷电流I之间的关系。调节特点是转速和端电压为额定值、负荷功率因数为常数时,励磁电流If与负载电流I之间的关系，显示出电阻性、电容性和电感性3种负荷的状况。因为电枢反应磁场影响的不同，三者的曲线也不一样。在外特征中，从空载到额定负载时电压的变化程度称为电压变化率△U，常用百分数表示为同步发电机的电压变化率约为20～40％。一般工业和家用负载都要求电压保持基础不变。为此，随着负荷电流的增大,必须相应地调整励磁电流。图3所示为3种不同性质负载下的调整特性。虽然调节特性的变化趋势与外特征正好相反，对于感性和纯电阻性负载，它是上升的，而在容性负载下，一般是下降的。
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