凸极式发电机定、转子之间的气隙是不均匀的,极掌下气隙比力小,而两极之间气隙比力大,就是说,凸极式同步发电机纵轴和横轴的磁路磁阻不同。因此,在气隙不同位置上电枢磁势就会产生不同的电枢磁通。
在分析同步发电机电枢反应时已知,在一般情况下,电枢电流可分解为假想的两个电流分量,即纵轴电流分量Id=IssinΨ和横轴电流分量Iq=IscosΨ。这两个分量别离建立磁势Fd和Fq,而这两个磁势分量又别离产生纵轴电枢反应磁通Ψd和纵轴电势Ed及横轴电枢反应磁通Ψq和横轴电势Eq,这两个电势相加,即得总的电枢反应电势Es。此外,其他各量均与隐极式相同。在忽略定子绕组电阻的情况下,凸极式发电机一相定子绕组电势平衡方程式为 E0+Ed+Eq+EL=U (2-38) 或 E0=U-Ed-Eq-EL (2-39) 如果发电机磁路没有饱和或不考虑磁路饱和影响,Ed和Eq也可用电抗压降来表示,即 (2-40) 式中 Xsd——纵轴电枢反应电抗; Xsq——横轴电枢反应电抗。 Ed和Eq别离滞后于对应的Id和Iq90?。Xsd和Xsq的大小别离反映纵轴和横轴电枢反应的强弱。 由于定子漏磁通也是由定子电流IS产生的,也将IS视为Ed和Eq的向量和,故漏感应电势为 EL=-jIsXL=-j(id+iq)XL=-jIdXL-jIqXL (2-41) E0=U+jIdXsd+jIqXsq+jIdXL+jIqXL =U+jId(Xsd+XL)+jIq(Xsq+XL) =U+jIdXd+jIqXq (2-42) 式中 Xd——凸极式同步发电机纵轴同步电抗; Xd——横轴同步电抗。 或将式(2-24)改写为 U=E0-jIdXd-jIqXq 这个关系说明,凸极式发电机也像直流发电机一样,用一个简单的等效电路表示,如图2.112所示。图中E0为空载电势,它的内阻抗由Xd和Xq并联组成。在负载大小和性质以及同步电抗已知的情况下,可以画出凸极式同步发电机的向量图,如图2.113所示。 从上面分析可知,Xd和Xq是凸极式同步发电机的基本参数,它反映凸极式发电机磁场和磁路的情况。对于凸极式发电机,纵轴标的目的比横轴标的目的的磁阻大,因此, 在同样的电枢反应磁势作用下,φsd>φsq,因而Xsd>Xsq,Xd>Xq。 对于隐极式发电机,纵、横轴两个标的目的的磁阻基本相等,所以Xsd=Xsq=Xs,Xd=Xq=Xt。/