稀土永磁同步电机之永磁同步发电机的电枢反应

    一、电枢电流f与励磁电动势户。同相位图9一6 ( a）为一台两极同步发电机的示意图，每相绕组用一个集中线圈表示，磁极画成凸极式。电枢绕组中电动势和电流的正方向规定为从首端流出、从尾端流人。在图9一6 ( a）所示的瞬间，主极轴线（直轴）与电枢A相绕组的轴线正交，A相绕组交链的主磁通为零。因为感应电动势滞后于产生它的磁通90 。，故A相励磁电动势户0A的瞬

时值此时达到正的最大值，其方向如图9一6所示；B 、 c两相的励磁电动势户OB和户。 C分别滞后于A相电动势1200和2400，如图9一6 ( b）中的相量图所示。若电枢电流1与励磁电动势户。同相位，即内功率因数角巩～0o，则在图示瞬间，A相电流也将达到正的最大值，B相和C相电流分别滞后于A相电流120 。和2400，如图9一6( b）所示。由电机学理论可知，在对称三相绕组中通以对称三相电流时，若某相电流达到最大值，则在同一瞬间，三相基波合成磁动势的幅值（轴线）就将与该相绕组的轴线重合。因此在图9一6 ( a）所示瞬间，基波电枢磁动势Fa的轴线应与A相绕组轴线重合。相对于主磁极而言，此时电枢磁动势的轴线与转子的交轴重合。由于电枢磁动势和主磁极均以同步转速旋转，它们之间的相对位置始终保持不变，所以在其他任意瞬间，电枢磁动势的轴线恒与转子交轴重合。由此可见，巩一0 ”时，电枢反应磁动势是一个纯交轴的磁动势，即。交轴电枢磁动势所产生的电枢反应称为交轴电枢反应。由于交轴电枢反应的存在，气隙合成磁场B与主磁场B 。之间形成一定的空间相角差，并且幅值有所增加，称之为交磁作用。正是由于交轴电枢应的存在，使磁极受到力的作用而产生电磁转矩。由图9一6 ( c）可见，对于发电机，当巩一0o时，主磁场将超前于气隙合成磁场，于是主极上将受到一个制动性质的电磁转矩。交轴电枢磁动势与电磁转矩的产生及能量转换直接相关。由图9一6 ( a）和（b）可知，用电角度表示时，主磁场及与电枢磁动势Fa之间的空间相位关系，恰好与A相的主磁通币0A与A相电流iA之间的时间相位关系相一致，且图9一6 ( a )的空间矢量与图9一6 ( b）的时间相量均为同步旋转。于是，若把图9一6 ( b）中的时间参考轴与图9一6 ( a）中的A相绕组轴线取为重合，就可以把图9一6 ( a）和图9一6 ( b）合并，得到一个时一空统一矢量图，如图9一6 ( d）所示。由于三相电动势和电流均为对称，所以在统一矢量图中仅画出A相的励磁电动势、电流和与之交链的主磁通，并把下标A省略，写成它。I和访。 在统一矢量图中，Fn既代表主极基波磁动势的空间矢量，也表示时间相量访。的相位；i既代表A相电流相量，又表示电枢磁动势Fa的空间相位。需要注意的是，在统一矢量图中，空间矢量是指整个电枢（三相）或主极的作用，而时间相量仅对一相而言。

二、电枢电流i与励磁电动势户不同相位

现在进一步分析电枢电流i与励磁电动势户。不同相位时的情况。在图9一7 ( a）所示瞬间，A相绕组的励磁电动势户。达到正的最大值。若电枢电流滞后于励磁电动势某一相角巩（0 。＜巩＜90 。），则A相电流在经过时间t一巩／。后才达到其正的最大值。也就是说，t一巩／田秒后电枢磁动势的幅值才与A相绕组轴线重合。所以在图9一7 ( a）所示瞬间，电枢磁动势Fa应在距离A相轴线巩电角度处，即Fa滞后于主极磁动势Fn以900＋巩电角度。由于电枢磁动势与主极磁动势同方向、同速旋转，所以它们之间的相对位置将一直保持不变。不难看出，此时电枢磁动势Fa可以分成两个分量，一个为交轴电枢磁动势凡q，另一个为直轴电枢磁动势凡d，即。