同步电动机稳定运行条件(同步电机静态稳定条件

1. 同步电机静态稳定条件

同步发电机励磁系统主要作用一般情况下励磁系统的主要作用有：

1）根据发电机负荷的变化相应的调节励磁电流，以维持机端电压为给定值；

2）控制并列运行各发电机间无功功率分配；

3）提高发电机并列运行的静态稳定性；

4）提高发电机并列运行的暂态稳定性；

5）在发电机内部出现故障时，进行灭磁，以减小故障损失程度；

6）根据运行要求对发电机实行最大励磁限制及最小励磁限制。

2. 同步电动机稳定运行的条件

1.电动机启动法：借助一台与待启动电机同磁极对数的异步电动机带动启动

2.异步启动法：先不给同步电动机励磁电流，同步电动机以异步方式运行，待电动机转速接近同步是加入励磁电流牵入同步状态，既两个阶段 异步启动和牵入同步

3.变频启动法：先在转子中加入励磁电流，利用变频器逐步提高定子两端的电源频率，使转子磁极在开始启动时就与旋转磁场建立起稳定的磁拉力》

3. 电机进相运行时,静态稳定性

静态稳定指正常运行时的电力系统受到较小的扰动而自动恢复到原来状态的能力。

动态稳定指正常运行的电力系统受到较大的扰动，它的平衡受到相当大的波动时，将过渡到一种新的运行状态或回到原来的运行状态，继续保持同步运行的能力。

电力拖动系统稳定运行的充分条件：在交点Tem=TL处，满足dTem大多数负载转矩都随转速的升高而增大或者保持恒定，因此只要电动机具有下降的机械特性，就能满足稳定运行的条件。

4. 同步电机的静态稳定

负荷特性是电力系统的重要组成部分，电力负荷从电力系统的电源吸取的有功功率和无功功率随负荷端点的电压及系统频率变化而改变的规律。特性分类：负荷功率随负荷点端电压变动而变化的规律，称为负荷的电压特性；负荷功率随电力系统频率改变而变化的规律，称为负荷的频率特性；负荷功率随时间变化的规律，称负荷的时间特性。但一般习惯上把负荷的时间特性称为负荷曲线（有日负荷曲线、年负荷曲线等），而把负荷的电压特性和负荷的频率特性统称为负荷特性。反映负荷点电压（或电力系统频率）的变化达到稳态后负荷功率与电压（或频率）的关系，称为负荷的静态特性；反映负荷点电压（或电力系统频率）急剧变化过程中负荷功率与电压（或频率）的关系，称为负荷的动态特性。负荷功率又分为有功功率和无功功率。这两种功率的变化规律差别很大。将上述各种特征相组合，就确定了某一种特定的负荷特性，例如有功功率静态频率特性、无功功率静态电压特性等。电力系统的负荷的主要成分是异步电动机、同步电动机、电热电炉、整流设备、照明设备等。在不同负荷点，这些用电设备所占的比重不同，用电情况不同，因而负荷特性也不同。模拟方法：在电力系统的分析计算中，模拟负荷特性的方法一般有以下4种。

①用恒定阻抗（或恒定功率、恒定电流）模拟负荷。这是最粗略的模拟方法，因而只适合某些近似计算。但因为这种方法比较简单，所以应用较为广泛。

②用负荷的静态特性模拟负荷。这种方法比用恒定阻抗（或恒定功率、恒定电流）模拟负荷要精确一些。它实质上是恒定阻抗、恒定电流、恒定功率3 种简单形态按一定比例的组合。一般在动态稳定和潮流计算中可以采用这种模拟方法。

③考虑感应电动机机械暂态过程的典型综合负荷动态特性的负荷模型。因为感应电动机（见异步电动机）是电力系统负荷的主要成分，因此在暂态稳定计算中，往往采用这种负荷模型考虑感应电动机在暂态过程中其滑差变化对稳态等值电路阻抗值的影响。

④考虑感应电动机机电暂态过程的典型综合负荷动态特性的负荷模型。这是比较精确的负荷模型。它既考虑感应电动机的机械暂态过程，又考虑电动机的电磁暂态过程。

5. 同步发电机静态稳定性

产生途径：励磁机台专发电机磁场建立提供励磁电流直流发电机电流产与发电机发电导线切割磁力线机。励磁机在电传动内燃机车上牵引发电机的励磁功率较大，为提供励磁电流而专门设置的励磁电源，即励磁发电机，简称励磁机。通过控制励磁机来实现牵引发电机的理想外特性。一般采用三相交流发电机，由柴油机一牵引发电机组通过变速箱直接驱动，发出的三相交流电经桥式整流器整流后向牵引发电机励磁绕组供电。机车上普遍采用感应子励磁机，它是一台三相异板式交流发电机，其励磁绕组和电枢绕组都安装在电机的定子上，转子上没有绕组，因此电机与外电路的联系不需要电刷和滑环等滑动接触部件，因而使电机结构简单、工作可靠、制造成本较低、便于维护。励磁方式根据直流电机励磁方式的不同，可分为他励磁，并励磁，串励磁，复励磁等方式，直流电机的转动过程中，励磁就是控制定子的电压使其产生的磁场变化，改变直流电机的转速.

1、直流发电机供电的励磁方式:这种励磁方式的发电机具有专用的直流发电机，这种专用的直流发电机称为直流励磁机，励磁机一般与发电机同轴，发电机的励磁绕组通过装在大轴上的滑环及固定电刷从励磁机获得直流电流。这种励磁方式具有励磁电流独立，工作比较可靠和减少自用电消耗量等优点，是过去几十年间发电机主要励磁方式，具有较成熟的运行经验。缺点是励磁调节速度较慢，维护工作量大，故在10MW以上的机组中很少采用。

2、交流励磁机供电的励磁方式，现代大容量发电机有的采用交流励磁机提供励磁电流。交流励磁机也装在发电机大轴上，它输出的交流电流经整流后供给发电机转子励磁，此时，发电机的励磁方式属他励磁方式，又由于采用静止的整流装置，故又称为他励静止励磁，交流副励磁机提供励磁电流。交流副励磁机可以是永磁机或是具有自励恒压装置的交流发电机。为了提高励磁调节速度，交流励磁机通常采用100--200HZ的中频发电机，而交流副励磁机则采用400--500HZ的中频发电机。这种发电机的直流励磁绕组和三相交流绕组都绕在定子槽内，转子只有齿与槽而没有绕组，像个齿轮，因此，它没有电刷，滑环等转动接触部件，具有工作可靠，结构简单，制造工艺方便等优点。缺点是噪音较大，交流电势的谐波分量也较大。 励磁机的作用为发电机等利用电磁感应原理工作的电气设备提供工作磁场叫励磁。励磁有时向发电机转子提供转子电源的装置也叫励磁。作用:a 发电机并网前，调节发电机输出的端电压;b 发电机并网后，调节发电机承担的无功功率;c 提高同步发电机并列运行的静、动态稳定;( 静态稳定: 采用灵敏快速的励磁调节系统，可以提高发电机在小干扰下的稳定性;动态稳定:采用响应快速、顶值电压较高的励磁调节系统，可以提高发电机在的大扰动下的稳定性)d 发电机事故时，对转子绕组迅速灭磁，以保护发电机的安全。 i

6. 同步电机的稳定性

永磁同步电机不能启动的原因：

导致永磁同步电机不能启动故障的原因及处理方法如下：

1.永磁同步电机定子绕组电压过低。电源电压太低会致使发动转矩过小。如属降压发动，可适当进步发动电压，用来增大发动转矩。

2.永磁同步电机轴承损坏或端盖螺钉松动：由此将会致使端盖与机座出现移位，一旦转子下沉就会与定子铁芯相碰。对此，应重换同标准的新轴承或将松动的螺钉紧固，但要确保定子与转子之间的空隙坚持均匀。

3.永磁同步电机驱动机械故障。如传动机械转轴运转不灵敏，有卡涩景象。应对驱动机械有些进行查看。

4.定子绕组开路或电路有疑问。对此，应进行绕组。永磁同步电机电源线路和控制电路的查看。

5.发动笼断条或衔接处接触不良。应对其进行维修。

7. 同步电机静态稳定条件有哪些

同步电机的功角特性：其中 E 为与励磁电流对应的发电机空载电势，U 为发电机机端电压，X 为同步电抗，为功角。发电机静稳系数：若想提高静态稳定性，只能改变E、U、X和。对于无穷大电网，U 为固定值。对于确定的同步电机，同步电抗 X 也为固定值。因此，只能通过改变 E 和 提高静态稳定性：

（1）增大 E 的方法：提高励磁电流。

（2）减小 的方法：减小发电机输出功率。

8. 为提高同步电动机的动态稳定性

电力系统暂态稳定是指在电力系统受到大干扰后，各同步电机保持同步运行并过渡到新的或恢复到原来稳态运行方式的能力。通常指保持第一或第二个振荡周期不失步。

电力系统暂态稳定计算的条件：

1、在最不利的地点发生金属性故障;

2、不考虑短路电流中的直流分量；

3、发电机可用暂态电阻及暂态电势恒定代表；4、考虑负荷特性（在作系统规划时可用恒定阻抗代表负荷）；

5、继电保护、重合闸和有关安全自动装置的动作状态和时间，应结合实际可能情况考虑

9. 同步发电机静态稳定的条件

1.当电枢电流与电枢电压同相位时，电枢电流最小，此时励磁电流称为正常励磁。当励磁电流＞正常励磁电流时，电枢电流滞后电枢电压，同步发电机处于过励状态；随励磁电流的增大，电枢电流增大；过励产生去磁的电枢反应。当励磁电流＜正常励磁电流时，电枢电流超前电枢电压，同步发电机处于欠励状态；随励磁电流的减小，电枢电流反而增大；欠励产生助磁的电枢反应。

2.过励发出有功及滞后的感性无功，电枢电流比正常励磁时有所增加（有功电流不变而感性无功电流增加）；静态稳定性有所提高（因为功角减小）。欠励发出有功及超前的容性无功，电枢电流比正常励磁时有所增加（有功电流不变而容性无功电流增加）；静态稳定性有所降低（因为功角增大）。

3.通常同步发电机工作在过励状态，以便提供无功功率，改善电网的运行。

10. 同步电机的稳态运行

同步电机和感应电机一样是一种常用的交流电机。特点是：稳态运行时，转子的转速和电网频率之间又不变得关系n=ns=60f/p，ns成为同步转速。若电网的频率不变，则稳态时同步电机的转速恒为常数而与负载的大小无关。

异步电动机作电动机运行的异步电机。因其转子绕组电流是感应产生的，又称感应电动机。异步电动机是各类电动机中应用最广、需要量最大的一种。各国的以电为动力的机械中，约有90％左右为异步电动机，其中小型异步电动机约占70％以上。在电力系统的总负荷中，异步电动机的用电量占相当大的比重。在中国，异步电动机的用电量约占总负荷的60％多。

直流电动机用的是直流电源，定义输出或输入为直流电能的旋转电机，称为直流电机，它是能实现直流电能和机械能互相转换的电机。当它作电动机运行时是直流电动机，将电能转换为机械能；作发电机运行时是直流发电机，将机械能转换为电能。

直流电动机一般做发电机使用，回馈电网。

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