隐极与凸极发电机的同步电抗

隐极与凸极发电机的同步电抗

（1）隐极同步发电机的同步电抗

电枢反应磁场在定子每相绕组中所感应的电枢反应电势Ea，可以把它看作相电流所产生的一个电抗电压降这个电抗便是电枢仅应电抗Xa。即Ea=-jIXa，进一步再把Xa与漏磁Xa合并为一个电抗Xs=Xa+X,这个Xs就称为同步电抗。考虑定子的铜耗，则可写出同步阻抗Zs=r_a+jXs的表示式。

就物理意义而言，同步电抗包含两部分一部分对应于定子绕组的漏磁通，另一部分对应于定子电流所产生的空气隙旋转磁场。在实际应用上，我们通常不把它们分开，而把Xa+X当作一个同步电抗来处理。这是因为，（1）在计算同步电机的各种性能时，一般只需要应用同步电抗，无需把它的两个组成部分分开；（2）在实际测量时，直接测定同步电抗要较分别测定Xa及X为方便。

电枢反应电抗对应于通过空气隙的互磁通，亦即对应于定子旋转磁场，因此它的数值很大。显然要大于和定子绕组漏磁通相应的定子漏抗。因为漏抗X数值甚小，所以同步电抗与电枢反应电抗在数值上相差不大。

电枢反应磁场与转子都以同步速同方向旋转。定子磁场并不切割转子绕组，同步电抗也就为定子方面的总电抗。虽然转子绕组在电路方面不起副绕组的作用，但转子铁芯为旋转磁场所经磁路的一个组成部分，所以在磁路方面却起着重要作用。如把转子抽去，则定了电流所遇到的电抗将不再是电枢反应电抗或同步电抗，而将接近于漏抗X。

需要强调指出，只有当定子流过对称电流时，亦即只有当空气隙磁场为圆形旋转磁场时，同步电抗才有意义。当定子绕组中流过不对称三相电流时，我们便不能无条件地应用同步电抗，这一点将在后文中阐明。

(2)凸极同步发电机的同步电抗Xd、Xq

对凸极同步发电机，因磁路并不是均匀的，所以电枢电流需要分解为直轴分量Id和交轴分量Iq来分别讨论。

交轴同步电抗X_q：电枢反应的存在是实现能量传递的关键，假如β=0，I与E₀同相,根据左手定则，电磁力将构成反转子方向的转矩，此时的电流为有功电流I=I_q，I_q所产生的电磁转矩与原动转矩相平衡。此时电枢反应在定子绕组中产生的电势E_aq与I（或I_q）成正比，它们之间的比例常数为电枢反应交轴电抗X_aq,于是有E_aq=-jX_aqI_q。考虑定子的漏磁，交轴同步电流X_q=X+X_aq。

直轴同步电抗X_d:同理：当β=90º，则得到直轴同步电抗X_d,直轴同步电抗X_d=X+X_ad。

对凸极同步发电机而言，d轴的磁路和q轴的磁路是不相同的，而且磁势所产生的磁密分布波也已不再是正弦波，我们这里讨论的均为正弦基波参数的同步电抗，对隐极机而言两个轴向的磁路基本相同，因而电枢反应也就无需分解为直轴分量和交轴分量了，X_d=X_q,需用一个参数Xs=X+Xa来代表同步电抗就可以。

同步电抗为同步电机的重要参数，常用标么值表示，以每相额定电压为电压的基值，以相额定电流为电流基值，以这两基值的比值为阻抗的基值。隐极同步发电机的同步电抗标么值在0.9~3.5之间；凸极式同步电机的直轴同步电抗在0.6~1.6之间，交轴同步电抗在0.4~1.0之间。