同步发电机的容量特性及其向量图实例

摘要：同步发电机是通过转子磁场和定子绕组之间的相对运动来发电的，当转子被原动机带动旋转时，定子绕组中会产生感应电动势，从而输出电能。其容量特点是其运转性能的核心指标，具体包括功角特征、功率因数调节、静态和动态稳定性、最大功率传输以及V型曲线等。而向量图是分析发电机电气特征的重要工具，通过相量关系直观展示电压、电流、电动势及阻抗压降之间的相位和幅值关系。

max=EV/Xs。θ超过90°时失步，进入不稳定状态。3q5康明斯发电机组_cummins柴油发电机-重康动力

2、无功容量调节与V型曲线柴油发电机组_康明斯柴油发电机-重康动力（1）无功容量表达式：3q5柴油发电机组_cummins柴油发电机-重康动力

）cosθ｝?（V2/Xs）3q5柴油发电机组_康明斯柴油发电机-重康动力      通过调节励磁电流（改变E），可控制无功容量Q。3q5柴油发电机组_康明斯柴油发电机-重康动力

      描述不同有功功率下，电枢电流I与励磁电流If的关系，如图1所示。3q5康明斯发电机组_康明斯柴油发电机-重康动力

① 过励磁：E增大，发出感性无功（功率因数滞后）；3q5康明斯发电机组_cummins柴油发电机-重康动力

② 欠励磁：E减小，吸收感性无功（容量因数超前）。3q5康明斯发电机组_cummins柴油发电机-重康动力

3q5柴油发电机组_cummins柴油发电机-重康动力3q5康明斯发电机组_康明斯柴油发电机-重康动力

稳定性3q5康明斯发电机组_cummins柴油发电机-重康动力（1）静态稳定性3q5康明斯发电机组_康明斯柴油发电机-重康动力

      理论极限：3q5康明斯发电机组_康明斯柴油发电机-重康动力

（θ=90°）3q5康明斯发电机组_康明斯柴油发电机-重康动力      实际运转中需防范接近此极限康明斯发电机型号规格，以防失步。3q5柴油发电机组_cummins柴油发电机-重康动力

（1）频率由市电决定：同步发电机速度严格与市电频率同步。3q5柴油发电机组_康明斯柴油发电机-重康动力

（1）确定参考相量3q5康明斯发电机组_cummins柴油发电机-重康动力3q5柴油发电机组_cummins柴油发电机-重康动力

      通常选用端电压V作为参考相量，水平向右绘制（相位角为0°）。

其方向为电流相量I逆时针旋转90°（乘以虚数单位j）。3q5柴油发电机组_cummins柴油发电机-重康动力② 感性负载时，jIXs向上垂直；容性负载时，jIX

向下垂直（若I超前）。3q5康明斯发电机组_cummins柴油发电机-重康动力（4）合成励磁电动势E03q5康明斯发电机组_康明斯柴油发电机-重康动力

3q5柴油发电机组_cummins柴油发电机-重康动力      根据电压方程 E

，将端电压V与同步电抗压降jIXs向量相加，得到励磁电动势E0。3q5柴油发电机组_cummins柴油发电机-重康动力① 感性负载：E0幅值大于V，相位超前于V（功角θ0）。

（5）标注功角θ3q5康明斯发电机组_康明斯柴油发电机-重康动力3q5柴油发电机组_康明斯柴油发电机-重康动力

表1  发电机关键公式与数据说明3q5柴油发电机组_康明斯柴油发电机-重康动力

3q5康明斯发电机组_康明斯柴油发电机-重康动力优势：如图2所示，电流I滞后于V，电枢反应起去磁功用康明斯发电机官网，需增大励磁电流以维持电压。E0幅值大于V，相位超前V，发电机处于过励磁状态，输出感性无功。

 3q5柴油发电机组_cummins柴油发电机-重康动力3q5柴油发电机组_康明斯柴油发电机-重康动力

图2  三相发电机感性负荷向量图.3q5柴油发电机组_cummins柴油发电机-重康动力

3q5柴油发电机组_cummins柴油发电机-重康动力特点：如图3所示，电流I超前于V，电枢反应起助磁作用，需减小励磁电流。E0幅值可能小于V，相位可能滞后V，发电机处于欠励磁状态，吸收感性无功。

 3q5康明斯发电机组_cummins柴油发电机-重康动力3q5康明斯发电机组_康明斯柴油发电机-重康动力

图3  三相发电机容性负荷向量图3q5柴油发电机组_cummins柴油发电机-重康动力

3q5康明斯发电机组_cummins柴油发电机-重康动力特征：如图4所示，电流I与V同相位，无功功率为零。E0相位超前V，幅值由有功容量决定。

3q5柴油发电机组_cummins柴油发电机-重康动力图4  三相发电机阻性负载向量图3q5康明斯发电机组_康明斯柴油发电机-重康动力

3q5康明斯发电机组_cummins柴油发电机-重康动力（1）过励磁：E0V，发电机输出感性无功（容量因数滞后），向量图中E

显着超前于V。3q5康明斯发电机组_康明斯柴油发电机-重康动力（2）欠励磁：E0V，发电机吸收感性无功（容量因数超前），向量图中E

可能滞后于V。3q5康明斯发电机组_cummins柴油发电机-重康动力（3）静态稳定极限：功角θ90°，斜率dP/dθ0，系统稳定发电机。3q5康明斯发电机组_cummins柴油发电机-重康动力

同步发电机的容量特点决定了其在电力系统中的核心功用，其既需稳定输出有功容量，又需灵活调节无功以维持大电电压水平。实际运转中需综合考虑热极限、稳定裕度及装置需求。通过向量图分析，可快速预判发电机运转状态（过励/欠励）、稳定性及功率传输特性，为电力系统调度和保护供应理论依据。3q5康明斯发电机组_康明斯柴油发电机-重康动力---------------

以较低的成本及时向用户提供产品和服务，始终如一地满足或超出客户提出的标准和要点。■ 获取资讯熟悉更多康明斯发电机组的产品动态和资讯，请关注cummins官网，官方互联网发布渠道：