什麼是同步電抗和同步阻抗?


在交流發電機或同步發電機中,實際產生的電壓由兩個分量電壓的疊加組成。其中一個分量電壓是勵磁電壓(𝐸exc);它是僅由於勵磁而產生的電壓。勵磁電壓是在沒有電樞反應時產生的電壓。

另一個分量電壓是必須新增到勵磁電壓中以考慮電樞反應對產生電壓的影響的電壓。這個分量電壓稱為電樞反應電壓,用 (𝐸𝐴𝑅) 表示。

因此,交流發電機產生的實際電壓由下式給出:

$$\mathrm{𝐸_{𝑎} = 𝐸_{exc} + 𝐸_{𝐴𝑅} … (1)}$$

電路中由同一電路中電流引起的磁通變化引起的電樞反應電壓及其影響本質上類似於電感性電抗。因此,電樞反應電壓 (𝐸𝐴𝑅) 等效於電感性電抗的電壓,即

$$\mathrm{𝐸_{𝐴𝑅} = −𝑗𝐼_{𝑎}𝑋_{𝐴𝑅} … (2)}$$

電感性電抗 (XAR) 是一種虛構的電抗,它會在交流發電機的電樞電路中產生電壓,以考慮電樞反應對電樞電路電壓關係的影響。因此,電樞反應電壓 (EAR) 可以表示為串聯在內部產生電壓上的電感器。

除了電樞反應的影響外,電樞繞組還具有繞組電阻和自感。

  • 𝑅𝑎 = 電樞繞組電阻

  • 𝐿𝑎 = 電樞繞組的自感

  • 𝑋𝑎 = 電樞繞組的自感電抗

因此,交流發電機的端電壓由下式給出:

$$\mathrm{𝑉 = 𝐸_{𝑎} − 𝑗𝐼_{𝑎}𝑋_{𝐴𝑅} − 𝑗𝐼_{𝑎}𝑋_{𝑎} − 𝐼_{𝑎}𝑅_{𝑎} … (3)}$$

其中,

  • 𝐼𝑎𝑅𝑎 = 由於電樞電阻引起的電壓降

  • 𝐼𝑎𝑋𝑎 = 由於電樞漏抗引起的電壓降

  • 𝐼𝑎𝑋𝐴𝑅 = 電樞反應電壓

電樞反應的影響和交流發電機中漏磁通的影響都用電感性電抗表示。因此,它們可以合併成一個電抗,這個電抗稱為交流發電機的同步電抗,用 XS 表示。

因此,

$$\mathrm{𝑋_{𝑆} = 𝑋_{𝑎} + 𝑋_{𝐴𝑅} … (4)}$$

現在,根據公式 (3) 和 (4),我們可以寫出:

$$\mathrm{𝑉 = 𝐸_{𝑎} − 𝑗𝐼_{𝑎}𝑋_{𝑆 }− 𝐼_{𝑎}𝑅_{𝑎}}$$

$$\mathrm{\Rightarrow\:𝑉 = 𝐸_{𝑎} − 𝐼_{𝑎}(𝑅_{𝑎} + 𝑗𝑋_{𝑆})}$$

$$\mathrm{\Rightarrow\:𝐸_{𝑎} − 𝐼_{𝑎}𝑍_{𝑆} … (5)}$$

其中,

$$\mathrm{𝑍_{𝑆} = (𝑅_{𝑎} + 𝑗𝑋_{𝑆}) … (6)}$$

阻抗 (ZS) 稱為交流發電機的同步阻抗

同步阻抗 (ZS) 是一種虛構的阻抗,用於解釋交流發電機電樞電路中的電壓效應,該效應是由實際的電樞電阻、實際的電樞漏抗和電樞反應的影響產生的。

更新於:2021年9月25日

6K+ 瀏覽量

開啟您的 職業生涯

透過完成課程獲得認證

開始學習
廣告

© . All rights reserved.