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发电机的电压变化率及电压调速率表达式

电工天下【变压器与电机】 编辑:dgjs123 发布时间:2017-01-10 10:25:38

发电机的电压变化率及电压调速率表达式 

发电机电压变化率表达式

发电机的电压变化率(又名电压调整率),是发电机重要的特性,它反映了发电机发出电压质量的优劣,是发电机运行性能的重要参数和供电质最的重要指标之一,也是发电机输出电压随负载电流大小变化的量,即电压随负载变化程度。

希望发电机从空载到额定负载的电压变化程度愈小愈好,即△U变化小。发电机供电电压的高低和稳定程度,直接影响到电气设备的正常运行,也影响到电源设备自身的正常工作。

一、电压变化率发电机在转速、励磁不变的情况下,从满载到空载变化时,输出电压的变化值对额定电压的百分比,用△U表示。

发电机的电压变化率与外电路的负载性质有关,也受发电机内部的电枢反应、电枢感抗、电枢绕组电阻和磁极的漏磁等诸多因素的影响。

上图是同步发电机外特性曲线,U0表示空载电压,UH表示额定电压。右图是同步发电机等效电路图:其中Xa-电枢反应电抗;XL-电枢绕组电抗;Ra-电枢绕组电阻;Xa+XL=XSXS-称同步电抗XS+R=ZsZs-同步阻抗;

二、电压调速率表达式

式中:Uo-空载电压(V)UH-广额定电压(V)△U 一发电机空载电压与额定电压的差值与额定电压之比的百分数。
2.△U=Um-UH/UH×100%
式中:Um--静态稳定电压的最高值或最低值(V)UH-额定电压(V)Um-UH-电压热偏差值,反映发电机在空载和满载情况下的电压偏差值(V)

3.△U=Um-U 平均值/U 平均值×100%;上海开关厂、上海电机厂采用。
4.△U=Um-V 整定值/V 整定值×100%;上海船厂金陵船厂、上海革新电机厂采用。
式中:U 整定值-空载时整定值、按额定电压95~105%整定;Um-负载变化后,稳定电压最大值或最小值。
5.△U=半载电压-满载电压/满载电压×100%;电子公式简编296 页6.AU=空载电压-满载电压/满载电压×100%;电子公式简编256 页电工学250 页从有关书籍和国外规范(如1970 年英国海规)获悉,AU 的计算方法,均以额定电压为基础,作为计算基点,保证电压调整率的电压固定在一定范围内,如发电机为400V±5%,即在380-420V之间,对于动力线路用户,通常规定△U 不超过额定电压的±10%,照明线路电压不能超过额定电压±5%。

我国一般老式励磁交流发电机,AU 在±20%左右,自励恒压同步发电机△U 不超过±2.5%;可控硅相复励发电机△U 在±100%;T2W2 无刷三谐励磁发电机△U±2%以内。对于直流发电机额定功率>50kW,△U≤±7%,PH

可见供电电压稳定对于弱电和强电系统都十分重要,为了保证供电安全可靠,国家电网有严格规定。供电周波不超过标准周波±0.5%,对用户供电端电压变化幅度有限制。35kW及以上供电和对电压持殊要求用户±5%;1OkV及以下高压供电和低压电力用户-为±7%;低压照明用户为±5%、10%。

一般电机设计寿命为20~30年,定额连续工作的电机在额定电压95%~105%范围内可以长期运行,并能达到额定出力;当电压过高时,铁芯会过饱和,使电机温升超过极限值,发出噪音和尖叫声,产生过热或冒烟,甚至绕组烧坏击穿。同时由于MOCU2电磁转矩与每相电压平方成正比,此时因转矩大,而转速太高对电机机械强度造成伤害。另外,当电压下降10%时,连续运行的电机,电流会增加,因带动送风机的同步电动机送风量不变、直流电动机传动的机械转速降低。电源电压过低时电机启动很困难。

下图为异步电机转差率与转矩特性曲线,一条是额定电压时的特性曲线,另一条是电压降低时特性曲线,从曲线分析:①启动转矩随电压的平方成比例减少,电压降至额定电压80%时,电磁转矩降至额定转矩64%;②启动电流近似地随电压成比例减少;③若负载不变,转差率增大(转速下降)以保持平衡,④温升时若负载不变,电压下降,电流将增大,起到增大转矩的作用。因此,由于电流增大热损耗增加,温升也增加。

电源电压的波动太大,会使电视机无图像或图像扭曲,声音失真。对通信设备要保证畅通无阻,要求电源电压要稳定,交流电允许波动±5%,直流电允许波动±10%范围内。
对于三相四线制供电的居民用户,零线中断后,三相电压失去平衡,会烧坏家用电器和照明灯具,特提醒注意。家用电压波动在±8%时,家电还可工作。波动太大,要采取稳压措施进行保护。




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