1、 电气学科大类_级课程设计电机学学号：_姓名：_班级：_日期：_目录1、课程设计目的22、课程设计题目及分析22.1 题目及要求 22.2 题目分析 33、设计过程33.1 P2 =0时的V型曲线 33.1.1 计算过程33.1.2 列点举例43.1.3 V型曲线43.2 P2 =22500kW时的V型曲线53.2.1 计算过程53.2.2 列点举例63.2.3 V型曲线63.3 P2 =52500kW时的V型曲线 73.3.1 计算过程73.3.2 列点举例83.3.3 V型曲线83.4 P2 =62500kW时的V型曲线 93.4.1 计算过程93.4.2 列点举例103.4.3 V型曲线
2、103.5 总的V型曲线114、分析与小结125、参考文献121、课程设计目的本次课程设计旨在考查同学们对同步电机相关特性的理解和掌握。通过求解不同输出功率下的水轮发电机的V型曲线，进一步了解凸极同步电机的特点和相关特性，熟悉不同类型的同步电机的相量图的区别，掌握不同参数之间的关系。同时借此课程设计巩固课堂上的理论知识并加深理解，学习和掌握分析问题、解决问题的方法和能力。2、课程设计题目及分析2.1 题目及要求一台、（联接）、额定功率因数(滞后)的水轮发电机并联于一无穷大电网上，其参数为，并假定其空载特性为一直线，试求：1) 输出功率为时的V型曲线；2) 输出功率为时的V型曲线；3) 输出功率
3、为时的V型曲线；4) 输出功率为时的V型曲线。要求：时的V型曲线每人必须完成；在中任取三个值（必须包含），作3条V型曲线；每条V型曲线中的点要给出计算过程；每条V型曲线中欠励和过励情况下也各至少给出一个点的计算过程；每条V型曲线上至少要有七个点。2.2 题目分析水轮发电机属于凸极同步电机，并联于一一无穷大电网上，说明端电压恒定，由于本题的参数均以标幺值形式给出，故可以设，然后进行分析和计算。所谓“V型曲线”，是指发电机输出功率恒定时，同步电机定子电流与励磁电流之间的内在联系，以关系曲线表示，所得曲线形似字母“V”,故称之为同步电机的V型曲线。由题意有，所以下面计算可能用到的公式有 ：, , ，
4、 ，。3、设计过程3.1 时的V型曲线（）3.1.1 计算过程首先，我们可以设。根据题意有，。由得：正常励磁情况下，由于，所以有： 3.1.2 列点举例（1）欠励举例：取滞后计算，即。此时。 （2）过励举例：取超前计算，即。此时。 3.1.3 V型曲线计算数据如下表：欠励正常过励0.870.60.200.20.60.800.310.7711.231.691.92所以，根据计算数据可以作时的V型曲线如下：3.2 时的V型曲线（）3.2.1 计算过程由于，所以有： 取，即，得： 3.2.2 列点举例（1）欠励举例：取滞后计算，即。此时。 （2）过励举例：取超前计算，即。此时。 3.2.3 V型曲线
5、计算数据如下表：欠励正常过励0.40.50.810.80.50.40.90.720.450.360.450.720.90.260.430.781.071.371.541.99所以，根据计算数据可以作时的V型曲线如下：3.3 时的V型曲线（）3.3.1 计算过程由于，所以有： 取，即，得： 3.3.2 列点举例（1）欠励举例：取滞后计算，即。此时。 （2）过励举例：取超前计算，即。此时。 3.3.3 V型曲线计算数据如下表：欠励正常过励0.50.60.810.80.60.51.681.41.050.841.051.41.680.990.810.891.351.962.482.84所以，根据计算数
6、据可以作时的V型曲线如下：3.4 时的V型曲线（）3.4.1 计算过程由于，所以有： 取，即，得： 3.4.2 列点举例 （1）欠励举例：取滞后计算，即。此时。 （2）过励举例：取超前计算，即。此时。 3.4.3 V型曲线计算数据如下表：欠励正常过励0.40.50.810.80.50.42.521.2511.2522.51.941.391.031.482.173.23.81所以，根据计算数据可以作时的V型曲线如下： 3.5总的V型曲线将不同输出功率下的V型曲线置于同一坐标系下可得到下图：4、分析与小结由图5可以看出，在同一坐标系下，不同输出功率情况下凸极同步发电机的V形曲线，存在一定规律：功率值越大，曲线位置越上移。每一条曲线左方，发电机处于欠励状态，功率因数是超前的，发电机从电网吸收滞后的无功功率；曲线右方，发电机处于过励状态，功率因数是滞后的，发电机向电网输出滞后的无功功率。在作图过程中，有几组数据并不符合V形曲线，原因在于此时的，这几个点已经处在V形曲线左侧与欠励状态相连的不稳定区。因此，同步发电机不宜在欠励状态下运行。 5、参考文献1辜承林，陈乔夫，熊永前 编著, 电机学（第三版），武汉：华中科技大学出版社；2熊永前 编著， 电机学习题解答， 武汉：华中科技大学出版社。
