發電機,確切的說同步電機,是將機械能透過電磁感應轉換為電能的裝置;其功率轉換流程:
輸入P1(原動機機械能),扣除機械磨損(Pm)推動轉子旋轉,在勵磁電壓的存在下轉換為電功率(PM)輸出,期間還會消耗一部分電熱和渦流損耗(Pfe)。當帶負荷時還會存在定子銅耗(Pcu),最終輸出功率(P2)。
P1=Pm+PM+Pfe;
PM=Pcu+P2;
定子繞組阻抗一般較小,可以忽略不計,即:
PM=P2=mUIcosφ=mUIcos(ψ-δ);
ψ為內功率因數角,δ=ψ-φ定義為功角。它表示發電機的勵磁電勢E0和端電壓U之間相角差。
以可近似認為端電壓U由合成磁勢F=Ff+Fα所感應。F和Ff之間的空間相角差即為勵磁電勢E0和端電壓U之間的時間相角差。
還可認為功角δ在時間上表示端電壓和勵磁磁勢之間的相位差,在空間上表現為合成磁場軸線與轉子磁場軸線之間夾角。
併網執行時,U為電網電壓,其大小和頻率不變,對應的合成磁勢F總是以同步速度旋轉,因此功角的大小隻能由轉子磁勢Fα
的角速度決定。穩定執行時,Ff和F之間無相對運動,δ具有固定的值。
功角特性指的是電磁功率PM隨功角δ變化的關係曲線PM=f(δ)的。
功角特性PM=f(δ)反映了同步發電機的電磁功率隨著功角變化的情況。穩態執行時,同步發電機的轉速由電網的頻率決定,
恆等於同步轉速,即發電機的電磁轉矩TM和電磁功率PM之間成正比關係;TM=PM/Ω;
電磁轉矩與原動機提供的動力轉矩相平衡
T1=TM+T0,其中T0為空載轉矩因摩擦、風阻等引起的阻力轉矩。
可見要改變發電機輸送給電網的有功功率,就必須改變原動機提供的動力轉矩,這一改變可以透過調節水輪機的進水量或汽輪機的汽門來達到。並聯於電網的發電機所承擔的有功功率可以透過調節原動機輸入的機械功率改變的。
應當注意,當發電機的勵磁電流不變時,δ的變化也將無功功率的變化。無功功率隨著有功功率的增加而減少,甚至可能導致無功功率改變符號,這是應當避免的。因此如果只要求改變發電機所承擔的有功功率時,應該在調節發電機有功功率的同時適當調節發電機的無功功率。
這就是一般意義上的功角和有功之間的關係;具體你可檢視相關資料文獻吧。
發電機,確切的說同步電機,是將機械能透過電磁感應轉換為電能的裝置;其功率轉換流程:
輸入P1(原動機機械能),扣除機械磨損(Pm)推動轉子旋轉,在勵磁電壓的存在下轉換為電功率(PM)輸出,期間還會消耗一部分電熱和渦流損耗(Pfe)。當帶負荷時還會存在定子銅耗(Pcu),最終輸出功率(P2)。
P1=Pm+PM+Pfe;
PM=Pcu+P2;
定子繞組阻抗一般較小,可以忽略不計,即:
PM=P2=mUIcosφ=mUIcos(ψ-δ);
ψ為內功率因數角,δ=ψ-φ定義為功角。它表示發電機的勵磁電勢E0和端電壓U之間相角差。
以可近似認為端電壓U由合成磁勢F=Ff+Fα所感應。F和Ff之間的空間相角差即為勵磁電勢E0和端電壓U之間的時間相角差。
還可認為功角δ在時間上表示端電壓和勵磁磁勢之間的相位差,在空間上表現為合成磁場軸線與轉子磁場軸線之間夾角。
併網執行時,U為電網電壓,其大小和頻率不變,對應的合成磁勢F總是以同步速度旋轉,因此功角的大小隻能由轉子磁勢Fα
的角速度決定。穩定執行時,Ff和F之間無相對運動,δ具有固定的值。
功角特性指的是電磁功率PM隨功角δ變化的關係曲線PM=f(δ)的。
功角特性PM=f(δ)反映了同步發電機的電磁功率隨著功角變化的情況。穩態執行時,同步發電機的轉速由電網的頻率決定,
恆等於同步轉速,即發電機的電磁轉矩TM和電磁功率PM之間成正比關係;TM=PM/Ω;
電磁轉矩與原動機提供的動力轉矩相平衡
T1=TM+T0,其中T0為空載轉矩因摩擦、風阻等引起的阻力轉矩。
可見要改變發電機輸送給電網的有功功率,就必須改變原動機提供的動力轉矩,這一改變可以透過調節水輪機的進水量或汽輪機的汽門來達到。並聯於電網的發電機所承擔的有功功率可以透過調節原動機輸入的機械功率改變的。
應當注意,當發電機的勵磁電流不變時,δ的變化也將無功功率的變化。無功功率隨著有功功率的增加而減少,甚至可能導致無功功率改變符號,這是應當避免的。因此如果只要求改變發電機所承擔的有功功率時,應該在調節發電機有功功率的同時適當調節發電機的無功功率。
這就是一般意義上的功角和有功之間的關係;具體你可檢視相關資料文獻吧。