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同步发机电势波形的改善


文章出处:www.kmsdl-sz.comol菠菜网电竞发布:康明斯柴油发电机人气: 发表时间:2017-11-11【

     1..感应电势中的高次谐波 

在同步发电机气隙中的磁感应强度是难以做到完全按正炫规律发布的,一般是近似梯形发布,因此,发电机定子每相组中的感应电势也是非正炫的梯形波,。

根据富氏级数分析,梯形波感应电势可分解为

从式中可见,同步发电机每相电势中,除基波外还包含一系列奇次谐波,其中三次谐波影响最大。

2.应电势波形的改善

高次谐波的存在,不仅使感应电势的波形变坏,而且谐波电势在发电机中将引起额外的附加损耗,使发电机效率下降,温升增高,同时输电线中的高次谐波所产生的电磁场对其附近的通信还将产生有害的干扰。因此,应设法采取措施来消除高次谐波的影响。

改善发电机电势波形的方法有:

(1) 采用短绕组前面分折已知,梯形波可分解为基波和各高次谐波。在同步发电机定子绕组中,由基波磁场产生基波电势,三次谐波磁场产生三次谐波电势,五次谐波磁场产生
五次谐波电势表示基波磁场和五次谐波磁场,图中可知,如果基波磁场的极矩为t,那么,五次谐波磁场的极矩t=1/5t.
如果把一个y=4/5t的短距线圈放在五次谐波磁场中,这时短距线圈的两条有效边恰好处在同一极性,在短距线圈每条有效边中,五次谐波电势大小相等,而方向相反,对整个线圈而言,两者串联相互抵消,所以该线圈出线端间的五次谐波感应电势为零。同理,取y=6/7t,则可消除七次谐波电势,由此可知,选择适当的线圈节距,就可消除或削弱感应电势中的高次谐波。

(2) 采用分布绕组采用分布绕组,不仅使定子铁心圆周得到充分的利用,而且还可改善电势波形。对于分布绕组,虽然在每个瞬间各个线圈所产生的感应电势是近似梯形波,但是每个极相组几个绕组元件串联后,叠加后总的感应电势的波形就接近于正弦波形了。

(3) 三次谐波的消除在同步发电机定子绕组感应电势的高次谐波中,三次谐波电势数值最大。但由于三次谐波电势的频率是基波电势频率的三倍,因此,三相绕组中的三次谐波电势彼此的相位差为3×120°=360°,即同相位。

如果绕组接成星形时,线电压中的三次谐波为

UAB3=UA3-UB3=0

UBC3=UB3-UC3=0

UCA3=UC3-UA3=0

可见三相绕组接成星形时,它们的线电压中是没有三次谐波的。

如果三相绕组接成三角时,在三角形团合回路中,总电势为三相电势的总和。对基波而言,由于相位彼此相差120°,因此EA1+EB1+EC1=0,在三角形回路中不会产生基波电流。但对三相绕组中的三次谐波,由于相位相同,于是总电势为一相电势的三倍,这样大的三次谐波电势,就会在三角形回路中产生很大的三次谐波电流,引起附加损耗,所以同步发电机定子绕组一般都采用星形接法。

综上分析可知,三相定子绕组接成星形,可消除输出电压中的三次及其倍数的各次谐波,而适当选择绕组元件的节距,可减小或消除五次和七次谐波。这样使电势波形就接近于正弦波了。

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