吉林2020年国家电网招聘考试电气专业考点：同步电机的运行状态

同步电机的运行状态
当同步电机的定子(电枢)绕组中通过对称的三相电流时．定子将产生一个以同步转速推移的旋转磁场。稳态情况下，转子转速亦是同步转速，于是定子旋转磁场恒与直流励磁的转子主极磁场保持相对静止，它们之间相互作用并产生电磁转矩．进行能量转换。同步电机有三种运行状态：发电机、电动机和补偿机。发电机把机械能转换为电能，电动机把电能转换为机械能，补偿机中没有有功功率的转换，专门发出或吸收无功功率、调节电网的功率因数。
 
分析表明，同步电机运行于哪一种状态．主要取决于定子合成磁场与转子主磁场之间的夹角δ，δ称为功率角。
    若转子主磁场超前于定子合成磁场，δ>0，此时转于上将受到一个与其旋转方向相反的制动性质的电磁转矩，如图6—7a所示。为使转子能以同步转速持续旋转．转子必须从原动机输入驱动转矩。此时转子输入机械功率，定子绕组向电网或负载输出电功率，电机作发电机运行。
    若转子主磁场与定子合成磁场的轴线重合，δ＝0，则电磁转矩为零，如图6—7b所示。此时电机内没有有功功率的转换，电机处于补偿机状态或空载状态。
    若转子主磁场滞后于定子合成磁场，δ<0，则转子上将受到一个与其转向相同的驱动性质的电磁转矩，如图6—7c所示。此时定子从电网吸收电功率，转子可拖动负载而输出机械功率，电机作为电动机运行。
三、同步电机的励磁方式
    供给同步电机励磁的装置，称为励磁系统。下面对它作一简介。
直流励磁机励磁  
    直流励磁机通常与同步发电机同轴，井采用并励或他励接法。他励时，励磁机的励磁由另一台与主励磁机同轴的副励磁机供给，如图6—8所示。为使同步发电机的输出电压保持恒定，常在励磁电路中加进一个反映负载大小的自动调节系统，使发电机的负载电流增加时，励碰电流相应地增大．这样的系统称为复式励磁系统。
整流器励磁
  整流器励磁又分为静止式和旋转式两种。
    图6-9表示静止整流器励磁系统的原理图。田中主励磁机是一台与同步发电机同轴连接的三相100Hz发电机，其交流输出经静止三相桥式不可控整流器整流后，通过集电环接到主发电机的励磁绕组，供给其直流励磁；主励磁机的励磁由交流副励磁机发出的交流电经静止可控整流器整流后供给。副励磁机是一台中频三相同步发电机(有时采用永磁发电机)，它也与主发电机同轴连接。副励磁机的励磁，开始时由外部直流电源供给，待电压建起后再转为自励。根据主发电机端电压的偏差和负载大小，通过电压调整器对主励磁机的励磁进行调节，即可实现对主发电机励磁的自动调节。
    由于取消了直流励磁机，这种励磁系统维护方便，励磁容量得以提高，因而在大容量汽轮发电机中获得广泛的应用。
    当励磁电流超过2000A时，为避免集电环的过热，可采用取消集电环的旋转整流器励磁系统。此系统的主励磁机是与主发电机同轴连接的旋转电枢式三相同步发电机，电枢的交流输出经与主轴一起旋转的不可控整流器整流后，直接送到主发电机的转子励磁绕组，供给其励磁。因为主励磁机的电枢，整流装置与主发电机的励磁绕组三者为同轴旋转，不再需要集电环和电刷装置，所以这种系统又称为无刷励磁系统．
    无刷励磁系统运行比较可靠，这种系统大多用于大、中容量的汽轮发电机、补偿机以及在防燃、防爆等特殊环境中工作的同步电动机。
    在小型同步发电机中，还经常采用具有结构简单和具有自励恒压等特点的三次谐波励磁、电抗移相励磁等励磁方式。
四、额定值
同步电机的额定值有
    (1)额定容SN(或额定功率PN)  指额定运行时电机的输辅出功率。同步发电
机的额定容量既可用视在功率表示，亦可用有功功率表示；同步电动机的额定功
率是指轴上输出的机械功率；补偿机则用无功功率表示。
    (2)额定电压UN  指额定运行时定子的线电压。
    (3)额定电流IN  指额定运行时定子的线电流。
    (4)额定功率因数cosΦ  指额定运行时电机的功率因数。
    (5)额定频率fN  指额定运行时电枢的频率。我国标准工频规定为50Hz。
    (6)额定转速nN  指额定运行时电机的转速，对同步电机而言，即为同步转速。
    除上述额定值以外，铭牌上还常常列出一些其他的运行数据，例如额定负载时的温升ΘN，额定励磁电流和电压IfN、UfN等。

【模拟练习】关于生物净化，下列说法错误的是：

A.植物净化大气主要是通过叶片的作用实现的

B.海洋中降解石油烃的微生物主要是酵母

C.淡水生态系统中的生物净化，细菌起主导作用

D.生物净化能力都有一定的限度

【答案】B。解析：生物净化是指环境中的某些污染物浓度的降低或总量的减少，是由于分解、转化和富集等自然界的生物作用产生的自净结果。生物净化主要分三大类：陆地生态系统、淡水生态系统、海洋生态系统。其中，植物净化大气主要是通过叶片的作用实现的;淡水生态系统中的生物净化，细菌起主导作用;海洋中降解石油烃的微生物主要是细菌，此外，还有酵母、放线菌和丝状真菌;生物净化能力都有一定的限度。故本题答案选B。