第06章电力系统次同步振荡和励磁分析.docx

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第06章电力系统次同步振荡和励磁分析

自激时，同步电机定子自激电流的振荡周期决定于定子回路中的电抗及电容。

因此，同步电机定子中，也可能出现与额定频率不同的自激电流（电机的转速为同步转速）。

这种自激现象称为异步自激现象。

在异步自激条件下，自激电流的气隙旋转磁场的转速与电机转子的转速不同。

令ωf为这个气隙磁场的转速，ωs为同步转速，（即转子的时际转速），s=中将有sf频率的电流。

如果电机转子不对称时，则定子电流中将包括其变化情况如图6-9所示。

如果电机转子对称时，例如为异步电机时，则定子电流中只包括（1±sfωf−ωsωs为转差率，则转子两种频率的电流分量，（1+sf频率的一种分量，而且图6.9s的值必须为负。

因为只有在这种条件下，电流才通过异步发电机作用产生出一定的有功功率，并供给定子方面所存在的电阻损耗。

在前面的讨论中，我们一直认为电机为具有同步转速的发电机。

如果电机为同步电动机，并以同步转速运行时，前面所得的结论都可加以利用。

如果这个电机为起动过程中的同步时，即其转速低于同步转速时，这个电动机同样可能发生凸极同步自激电流或异步自激。

但应注意，电机定子中的凸极同步自激电流的频率效应和电机转子的转速相对应。

例如，电机在同步转速发生这种自激时，这个自激电流的频率为50周/秒，起动到半同步转速发生这种自激时，这个自激电流的频率为25周/秒。

同步电机在起动过程中发生异步自激时，其定子中的自激电流的频率将更低，因为只有这样才能使异步自激电流产生的旋转磁场的转速低于电机转子的转速，并形成异步发电机作用，从而维持异步自激。

推斥同步自激时，定子中的自激电流的频率也和电机转子的转速相对应；如前所述它具有较高速度不断增长的特点，而且只有在不断增长时才能够存在。

这种自激现象是由于同步电机纵轴和横轴瞬变参数的不对称而出现的；当对应异步自激的特性方程的一对复根变为一对重根时，异步自激即转化为推同步自激,因而推同步自激和异步自激很难分开,且处于异步自激区内。

异步自激是遇到最多的自激现象，异步自激时，自激电流产生的旋转磁场的转速低于同步转速，它与工频电流产生的同步转速的旋转磁场之间相互作用产生脉振转矩，使电机产生振动和噪音。

若脉振转矩的频率和电机主轴扭振固有频率相同或相近，有可能引起机械共振，导致轴扭烈受损。

习题1.根据6.16

∆ua=（ψqosint−ψdocost∆θ−（ψqocost+ψdosint∆ω−（∆ψqcost+∆ψdsint∆θ=Asinωmt∆ω=Aωmcosωmt∆ud=−∆ψq−ψqo∆ω∆uq=∆ψd+ψdo∆ω推导出∆ua的最简表达式,并对结果的物理意义进行讨论。

2.试验证,表6.1中汽轮发电机组轴系自然扭振频率为15.7、20.2、25.5、32.3、47.5Hz，且有图6.1的振型。

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串联电容引起的异步电动机自激。

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