一、空載運(yùn)行

　　定義：原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)轉(zhuǎn)子以同步速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子通入直流勵(lì)磁，電樞繞組開(kāi)路的狀態(tài)，稱為同步發(fā)電機(jī)的空載運(yùn)行。磁場(chǎng)分布見(jiàn)圖

　　此時(shí)，氣隙磁場(chǎng)只有轉(zhuǎn)子直流勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的機(jī)械旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)——主磁場(chǎng)

　　主磁場(chǎng)產(chǎn)生的磁通分為：主磁通——穿過(guò)氣隙，同時(shí)匝鏈定、轉(zhuǎn)子繞組

　　漏磁通——只匝鏈轉(zhuǎn)子(勵(lì)磁)繞組

　　二、對(duì)稱負(fù)載運(yùn)行

　　對(duì)稱負(fù)載運(yùn)行時(shí)，定子三相對(duì)稱繞組(電樞繞組)流過(guò)三相對(duì)稱電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)(電樞磁動(dòng)勢(shì))——交流繞組的磁動(dòng)勢(shì);電樞磁動(dòng)勢(shì)的基波與轉(zhuǎn)子勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)同轉(zhuǎn)向、同轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，則氣隙磁場(chǎng)由電樞磁動(dòng)勢(shì)和勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)共同產(chǎn)生。

　　定義：對(duì)稱負(fù)載運(yùn)行時(shí)，電樞磁動(dòng)勢(shì)的基波在氣隙中所產(chǎn)生的磁場(chǎng)就稱為電樞反應(yīng)

　　電樞反應(yīng)的性質(zhì)由電樞磁動(dòng)勢(shì)和主磁場(chǎng)的空間相對(duì)位置決定。

　　如何研究?

　　主磁場(chǎng)(以同步速旋轉(zhuǎn)) 　電樞磁動(dòng)勢(shì)(以同步速旋轉(zhuǎn))

　　空間相對(duì)靜止——取任一瞬間：A相感應(yīng)電勢(shì)為最大值時(shí)

　　影響因數(shù)：

　　電樞磁動(dòng)勢(shì)的空間位置與電樞電流有關(guān)——交流繞組的磁動(dòng)勢(shì)

　　主磁場(chǎng)的空間位置與激磁電動(dòng)勢(shì)有關(guān)——交流繞組的電動(dòng)勢(shì)

　　即電樞磁動(dòng)勢(shì)和主磁場(chǎng)的空間相對(duì)位置與激磁電動(dòng)勢(shì)與電樞電流的夾角有關(guān)。

　　定義：激磁電動(dòng)勢(shì)與電樞電流的夾角稱為內(nèi)功率因數(shù)角(與功率因數(shù)φ角不同)

　　1.ψ=0時(shí)的電樞反應(yīng)

　　分析步驟：

　　1)假定正方向：激磁電動(dòng)勢(shì)與電流——尾進(jìn)首出為正;

　　磁動(dòng)勢(shì)——與電流符合右手螺旋定則;

　　相繞組軸線正方向——與正向電流符合右手螺旋定則;

　　2)轉(zhuǎn)子參考軸正方向：

　　直軸(d軸)——兩相鄰主磁極軸線的連線，N極磁力線穿出的方向;

　　交軸(q軸)——兩相鄰主磁極軸線連線的中線，逆轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)過(guò)90;

　　3)選時(shí)刻：A相感應(yīng)電勢(shì)為正最大值瞬間——確定轉(zhuǎn)子位置;

　　4)確定轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向：根據(jù)定子繞組空間位置確定轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向——感應(yīng)正序電動(dòng)勢(shì);

　　5)確定轉(zhuǎn)子磁極極性：根據(jù)右手螺旋定則確定轉(zhuǎn)子磁極極性——即確定勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)的方向;

　　6)確定電樞電流方向：根據(jù)確定電樞電流方向;

　　7)確定電樞磁動(dòng)勢(shì)方向：根據(jù)電樞電流方向確定電樞磁動(dòng)勢(shì)方向。

　　結(jié)論：

　　1)電樞反應(yīng)的性質(zhì)——交軸電樞反應(yīng)(電樞磁動(dòng)勢(shì)為交軸磁動(dòng)勢(shì))

　　2)電樞反應(yīng)的作用——使氣隙磁場(chǎng)發(fā)生偏移

　　3)電樞反應(yīng)對(duì)同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行的影響：有功分量電流產(chǎn)生的交軸電樞磁動(dòng)勢(shì)與勵(lì)磁電流相互作用產(chǎn)生制動(dòng)性質(zhì)的電磁轉(zhuǎn)矩，影響同步發(fā)電機(jī)的有功功率轉(zhuǎn)換。(見(jiàn)圖12-11)

　　

 

　　2.ψ = 90°時(shí)的電樞反應(yīng)：

　　分析步驟同上

　　結(jié)論：

　　1)電樞反應(yīng)的性質(zhì)——直軸去磁電樞反應(yīng)(電樞磁動(dòng)勢(shì)為直軸磁動(dòng)勢(shì))

　　2)電樞反應(yīng)的作用——使氣隙合成磁場(chǎng)被削弱

　　3)電樞反應(yīng)對(duì)同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行的影響：不影響同步發(fā)電機(jī)的有功功率轉(zhuǎn)換;但由于氣隙合成磁場(chǎng)被削弱。使同步發(fā)電機(jī)的端電壓下降。(見(jiàn)圖12-12)

　　(感性無(wú)功分量電流產(chǎn)生的直軸電樞磁動(dòng)勢(shì)與勵(lì)磁電流相互作用產(chǎn)生電磁力，不產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩)

　　3.ψ = -90°時(shí)的電樞反應(yīng)：

　　分析步驟同上

　　結(jié)論：

　　1)電樞反應(yīng)的性質(zhì)——直軸助磁的電樞反應(yīng)(電樞磁動(dòng)勢(shì)為直軸磁動(dòng)勢(shì))

　　2)電樞反應(yīng)的作用——使氣隙合成磁場(chǎng)被增強(qiáng)

　　3)電樞反應(yīng)對(duì)同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行的影響：不影響同步發(fā)電機(jī)的有功功率轉(zhuǎn)換;但由于氣隙合成磁場(chǎng)被增強(qiáng)。使同步發(fā)電機(jī)的端電壓上升。(見(jiàn)圖12-13)

　　(容性無(wú)功分量電流產(chǎn)生的直軸電樞磁動(dòng)勢(shì)與勵(lì)磁電流相互作用產(chǎn)生電磁力，不產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩)

　　4.0<ψ<90°時(shí)的電樞反應(yīng)：

　　此時(shí)，電樞磁動(dòng)勢(shì)可分解為：直軸電樞磁動(dòng)勢(shì)(Fad = Fa sin)其性質(zhì)為直軸去磁電樞反應(yīng);作用為削弱氣隙合成磁場(chǎng)。交軸電樞磁動(dòng)勢(shì)(Faq= Fa cos)其性質(zhì)為交軸電樞反應(yīng);作用為使氣隙磁場(chǎng)發(fā)生偏移。

　　同理，電樞電流也可分解為：

　　直軸電樞電流IAd、IBd、ICd聯(lián)合產(chǎn)生直軸電樞磁動(dòng)勢(shì)Fad。

　　交軸電樞電流IAq、IBq、ICq聯(lián)合 產(chǎn)生交軸電樞磁動(dòng)勢(shì)Faq。