同步发电机负载特性和电抗测定

一、短路特性

• n=n₁/电枢绕组三相持续短路/然后加励磁电流，称为稳态短路运行。
• 这时U=0，如果改变I_f，则短路电枢电流I_k也改变。I_k=f(I_f)就是短路特性。
• 短路运行时，I_k和E₀之间的相位差y仅由X_s和绕组电阻决定，忽略电阻时，I_k将滞后于E₀90电角度，其电枢反应表现为直轴纯去磁作用。

• 去磁作用减少了电机中的磁通，磁路不饱和E₀=f(I_f)呈线性。由于短路电流I_k=-jE₀/X_s 所以I_k=f(I_f)也呈线性，是一条通过原点的直线。
• 稳态短路时，电机中的电枢反应为直轴纯去磁作用，电机的磁通和感应电势较小，短路电流也不会过大，所以三相稳态短路运行没有危险。
• 对凸极电机来说，短路时交轴电枢磁势F_q=0 分析时只需将X_s用X_d、将I_a用I_d代替即可。

二、利用I_k=f(I_f)和E₀=f(I_f)求X_s/X_d

• 短路且略去电阻压降时，
  E₀=-jX_sI_k
  X_s=E₀(I_f)/I_k(I_f)
• 测定同步电抗的简单方法：
  ① 用原动机带动同步发电机在同步转速下运转，测取E₀=f(I_f)和I_k=f(I_f)特性。
  ② E₀=f(I_f)和I_k=f(I_f)绘成曲线，并在E₀=f(I_f)上作出气隙线。
  ③选取某一I_f，求得对应的短路电流I_k1和对应于气隙线上的电势E₀₁，则
  　　 　　不饱和X_s()=E₀₁/I_k1
• 在E₀=f(I_f)求得对应于额定电压U_N的励磁电流I_fN，再从I_k=f(I_f)上求得对应于I_fN的短路电流I_k2，则
  　　　　　饱和X_s(X_d)=U_N/I_k2
• 凸极电机的X_q可以利用经验公式求得
  　　　　　　　X_q≈0.65X_d　

三、零功率因数负载特性

• 负载特性是指当负载电流I_a=常数，功率因数cosj =常数的条件下，端电压U与励磁电流I_f的关系。
• 对应于cosj=0