交流發(fā)電機(jī)的電樞反應(yīng)與同步電抗的區(qū)別
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交流發(fā)電機(jī)的電樞反應(yīng)與同步電抗的區(qū)別
同步發(fā)電機(jī)的電樞反應(yīng)是指當(dāng)同步發(fā)電機(jī)接通負(fù)載時(shí)，三相電樞繞組流經(jīng)的電流產(chǎn)生的電樞旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)主磁極磁場(chǎng)產(chǎn)生的某種確定性的影響。其反應(yīng)條件是同步發(fā)電機(jī)在輸出功率時(shí)，電樞里有電流流過(guò)，這電流就會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，電樞電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)將對(duì)主磁場(chǎng)發(fā)生作用，這就產(chǎn)生了電樞反應(yīng)。在定子有電流的情況下，空載時(shí)是沒(méi)有電樞反應(yīng)的。
一般具備電力知識(shí)都知道同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，并接上三相對(duì)稱(chēng)負(fù)載后，定子繞組中會(huì)產(chǎn)生三相對(duì)稱(chēng)電流，及三相旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，此磁場(chǎng)稱(chēng)為電樞磁場(chǎng)。這樣在氣隙中就同時(shí)存在著兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，一個(gè)是由直流勵(lì)磁電流產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子主磁場(chǎng)，另一個(gè)則是電樞磁場(chǎng)。這兩個(gè)磁場(chǎng)以相同的轉(zhuǎn)速，相同的方向旋轉(zhuǎn)，兩者之間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。它們疊加在一起形成同步發(fā)電機(jī)氣隙中的合成磁場(chǎng)這時(shí)同步發(fā)電機(jī)的感應(yīng)電勢(shì)是由氣隙中的合成磁場(chǎng)感應(yīng)產(chǎn)生的。因此，定子繞組電勢(shì)不僅決定于轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，而且還受電樞磁場(chǎng)的影響。由此可知，當(dāng)同步發(fā)電機(jī)接負(fù)載運(yùn)行時(shí)，由于電樞磁場(chǎng)的出現(xiàn)，氣隙中的磁場(chǎng)由空載時(shí)的主磁場(chǎng)（磁極磁場(chǎng)）變?yōu)楹铣纱艌?chǎng)，無(wú)論大小和位置都發(fā)生了變化，這種現(xiàn)象稱(chēng)為電樞反應(yīng)。如果發(fā)電機(jī)所接的負(fù)載性質(zhì)不同，那么定子繞組中的電流和電勢(shì)的相位也不同，所以同步發(fā)電機(jī)電樞反應(yīng)的程度不僅和定子電流大小有關(guān)，而且與負(fù)載性質(zhì)有關(guān)。
一、同步發(fā)電機(jī)的電樞反應(yīng)
下面以負(fù)載的不同情況，進(jìn)一步來(lái)分析同步發(fā)電機(jī)的電樞反應(yīng)。
1、純電阻性負(fù)載時(shí)
為便分析說(shuō)同題，設(shè)定每相繞組只由一匝組成，一相繞組對(duì)稱(chēng)布置，勵(lì)磁繞組磁勢(shì)f1在空間按正弦分布。在發(fā)動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下，以同步轉(zhuǎn)速按逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。
旋轉(zhuǎn)的主磁場(chǎng)將在定子三相繞組中產(chǎn)生三相對(duì)稱(chēng)的感應(yīng)電勢(shì)eo，中轉(zhuǎn)子所畫(huà)位置瞬間，a相繞組內(nèi)的感應(yīng)電勢(shì)最大，電勢(shì)方向用右手定則確定。其三相感應(yīng)電勢(shì)的向量圖。由于接的是純電阻性負(fù)載，電流和電勢(shì)同相位，即u=0，因此，三相定子繞組各導(dǎo)體中的電流方向與電勢(shì)方向一致，此時(shí)a相電流也達(dá)到最大值,同時(shí)表示電勢(shì)和電流的方向。根據(jù)繞組中電流方向可以判斷電樞旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)磁勢(shì)軸線(xiàn)的方向與轉(zhuǎn)子磁極軸線(xiàn)相垂直。又由于電樞磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)都以同步轉(zhuǎn)速n1旋轉(zhuǎn)，因此，它們之間的相對(duì)位在任一瞬間都維持不變。電樞磁勢(shì)fs在空間總是滯后于勵(lì)磁磁勢(shì)，兩者相疊加，得合成磁勢(shì)聲fr。
由此可知，當(dāng)發(fā)電機(jī)接純電阻性負(fù)載時(shí)，fs的軸線(xiàn)與ff的軸線(xiàn)互相垂直，故稱(chēng)為橫軸（或交軸）電樞磁勢(shì)。由它產(chǎn)生的電樞反應(yīng)叫做橫軸電樞反應(yīng)。電樞反應(yīng)的結(jié)果，不但使氣隙中的合成磁勢(shì)fr的軸線(xiàn)方向逆轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度θ，而且因轉(zhuǎn)子磁極的前一半（即前極端）被電樞磁極削弱，轉(zhuǎn)子磁極的后一半（即后極端）被電樞磁加強(qiáng)。主磁極半邊增強(qiáng)半邊減弱，在發(fā)電機(jī)鐵心未飽和時(shí)，增加的磁通等于減少的磁通，使總的合成磁通保持不變。但是，通常同步發(fā)電機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)，其磁路總是呈飽和狀態(tài)的，因而就使得磁路增加的磁通稍小于減少的磁通，使總的合成磁通稍有減少，然而，更主要的是使主磁場(chǎng)發(fā)生琦變（即歪扭），使同步發(fā)電機(jī)造成一定的影響。
2、純電感性負(fù)載時(shí)
當(dāng)發(fā)電機(jī)接于電感性負(fù)載時(shí)，若不考慮電樞繞組的電阻，那么，在這種負(fù)載下的電樞電流，必然在相位上將滯后電勢(shì)90°，即u=90°。在這種情況下，如果轉(zhuǎn)子磁極的位置仍的瞬時(shí)位置一樣，即仍然是a相繞組中的感應(yīng)電勢(shì)最大，其電勢(shì)方向線(xiàn)圈內(nèi)層符號(hào)所示。但由于電流is的相位比電勢(shì)eo滯后90°，所以電流is的最大值要向后（順時(shí)針?lè)较颍┮苿?dòng)90°，此時(shí)繞組中電流的實(shí)際方向用中線(xiàn)圈外層符號(hào)表示，a相繞組中的電流為零，is所產(chǎn)生的電樞磁勢(shì)聲fs的方向，用右手螺旋定則來(lái)判斷。可見(jiàn)fs的方向也是在主磁極的軸線(xiàn)上，但與fs的方向相反，并對(duì)主磁極產(chǎn)生去磁作用。顯然合成磁勢(shì)fr與勵(lì)磁磁勢(shì)方向相同，但數(shù)值上減小了。這是同步發(fā)電機(jī)接入電感性負(fù)載時(shí)，端電壓下降的主要原因。這時(shí)的電樞反應(yīng)叫做縱軸（或直軸）去磁電樞反應(yīng)。
3、純電容性負(fù)載時(shí)
在純電容性負(fù)載的情況下，如果不考慮電樞繞組電阻的作用，那么is在相位上就比e。超前90°，即u=90°。和前面討論情況一樣，當(dāng)a相繞組正好在轉(zhuǎn)子主磁極軸線(xiàn)上時(shí)，a相繞組中感應(yīng)電勢(shì)最大。但由于電流is超前于電勢(shì)eo90°，所以三相電樞電流產(chǎn)生的電樞磁勢(shì)fs的軸線(xiàn)在空間前移90°。于是，電樞磁勢(shì)fs也與主磁極軸線(xiàn)相重合，并且fs與聲ff方向相同。對(duì)主磁極磁場(chǎng)產(chǎn)生助磁作用，這就是同步發(fā)電機(jī)接電容性負(fù)載時(shí)，端電壓上升的主要原因。這時(shí)的電樞反應(yīng)叫做縱軸助磁電樞反應(yīng)。
圖1 發(fā)電機(jī)的電樞磁場(chǎng)展開(kāi)圖
圖2 同步發(fā)電機(jī)對(duì)稱(chēng)負(fù)載的電樞反應(yīng)示意圖
二、電樞反應(yīng)效應(yīng)
典型的電樞反應(yīng)效應(yīng)主要有如下三種，即：
① 交軸電樞反應(yīng)，在e0與ia同相位時(shí)產(chǎn)生（若忽略電樞繞組電抗的影響，發(fā)電機(jī)相當(dāng)于帶純阻性負(fù)載）；
② 直軸去磁電樞反應(yīng)，在ia滯后于e 0 90°時(shí)產(chǎn)生（此時(shí)發(fā)電機(jī)帶純感性負(fù)載）；
③ 直軸增磁電樞反應(yīng)，在ia超前于e 0 90°時(shí)產(chǎn)生（此時(shí)發(fā)電機(jī)帶純?nèi)菪载?fù)載）。
三、同步電抗的物理意義
同步電抗是同步電機(jī)的定子漏抗與電樞反應(yīng)電抗之和，它是電路中的一種阻抗，用來(lái)描述電路對(duì)交流電的阻礙程度。在同步發(fā)電機(jī)中，各電抗的物理意義是不同的，它們分別對(duì)應(yīng)著不同的電路元件。
（1）定子電抗
它是指定子線(xiàn)圈中的電感和電容的總和。定子電抗的作用是阻礙電流的流動(dòng)，從而使發(fā)電機(jī)能夠穩(wěn)定地工作。定子電抗的大小取決于定子線(xiàn)圈的結(jié)構(gòu)和材料，一般來(lái)說(shuō)，定子電抗越大，發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定性就越好。
（2）轉(zhuǎn)子電抗
它是指轉(zhuǎn)子線(xiàn)圈中的電感和電容的總和。轉(zhuǎn)子電抗的作用是產(chǎn)生磁場(chǎng)，從而使發(fā)電機(jī)能夠產(chǎn)生電能。轉(zhuǎn)子電抗的大小取決于轉(zhuǎn)子線(xiàn)圈的結(jié)構(gòu)和材料，一般來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)子電抗越大，發(fā)電機(jī)的輸出功率就越大。
（3）勵(lì)磁電抗
它是指勵(lì)磁線(xiàn)圈中的電感和電容的總和。勵(lì)磁電抗的作用是控制發(fā)電機(jī)的輸出電壓，從而使發(fā)電機(jī)能夠適應(yīng)不同的負(fù)載。勵(lì)磁電抗的大小取決于勵(lì)磁線(xiàn)圈的結(jié)構(gòu)和材料，一般來(lái)說(shuō)，勵(lì)磁電抗越大，發(fā)電機(jī)的輸出電壓就越穩(wěn)定。
同步發(fā)電機(jī)各電抗的物理意義是非常重要的，它們決定了發(fā)電機(jī)的電氣特性和性能。在實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)具體的需求和條件來(lái)選擇合適的電抗，以保證發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定性和可靠性。
四、電樞反應(yīng)電抗和同步電抗區(qū)別
電樞反應(yīng)電抗就是在同步發(fā)電機(jī)加上負(fù)載后，形成了回路，定子繞組，也就是電樞繞組中形成了電流，這個(gè)電流也會(huì)產(chǎn)生磁動(dòng)勢(shì)，叫電樞磁動(dòng)勢(shì)，這個(gè)電樞磁動(dòng)勢(shì)會(huì)影響勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)，這個(gè)叫電樞反應(yīng)。電樞反應(yīng)的結(jié)果根據(jù)負(fù)載類(lèi)型的不同，分為三類(lèi)。而電樞反應(yīng)電抗就是來(lái)反應(yīng)這個(gè)電樞反應(yīng)磁動(dòng)勢(shì)對(duì)勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)的影響程度了。電樞反應(yīng)電抗是電樞反應(yīng)的外在特征，外在特性。對(duì)待同步電抗包含了電樞反應(yīng)電抗，另外還有定子漏抗。這就是同步電抗和電樞反應(yīng)電抗之間的關(guān)系，一個(gè)從屬關(guān)系。
1、定子漏電抗的確定
由于在空載特性曲線(xiàn)和零功率因數(shù)特性曲線(xiàn)之間存在一個(gè)不變的特性三角形，該特性三角形的縱邊和橫邊分別對(duì)應(yīng)同步電機(jī)的漏抗壓降和電樞反應(yīng)的等效勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)。如果知道了兩條特性曲線(xiàn)，求出它們之間的特性三角形，則可求得對(duì)應(yīng)的定子漏電抗。
假定空載特性和零功率因數(shù)特性曲線(xiàn)如圖3所示。在曲線(xiàn)2上取額定電壓點(diǎn)a′，過(guò)a′作ao的平行線(xiàn)a′o′，且使a′o′＝ao，再過(guò)o′作平行于空載特性起始段ob的直線(xiàn)o′b′交曲線(xiàn)1于b′，連b′a′并作b′c′垂直于a′o′交a′o′于c′，則得到特性三角形。平移至短路點(diǎn)即為三角形δabc，于是有ac=ifa，bc=inxσ或xσ=bc/in。
圖3 發(fā)電機(jī)定子漏電抗
2、保梯電抗的測(cè)定
實(shí)踐表明由試驗(yàn)測(cè)得的零功率因數(shù)負(fù)載特性（如圖3中虛線(xiàn)所示）與空載特性之間的特性三角形是變化的。其原因如下：
首先考慮空載if=od時(shí)的情況。此勵(lì)磁電流全部作為有效勵(lì)磁電流來(lái)產(chǎn)生氣隙磁通，并在定子繞組中感應(yīng)出氣隙電動(dòng)勢(shì)eδ=e=db′外還產(chǎn)生少量的主極漏磁通。當(dāng)電機(jī)在純電感負(fù)載下運(yùn)行且if=ok，ifa=kadfa/nf=dk時(shí)，雖然產(chǎn)生氣隙合成磁通所對(duì)應(yīng)的等效勵(lì)磁電流ifδ=od，與空載時(shí)相同，但零功率因數(shù)負(fù)載時(shí)產(chǎn)生主極漏磁的勵(lì)磁電流值卻是比od大得多的ok，因而主極漏磁將顯著增大，從而使轉(zhuǎn)子磁極和磁軛兩段磁路更加飽和，整個(gè)主磁路的磁阻變大。這時(shí)盡管氣隙合成磁動(dòng)勢(shì)不變，但氣隙電動(dòng)勢(shì)受到磁路飽和度增加的影響，其數(shù)值將有所減少，即eδ＜db′，在扣除漏抗壓降以后實(shí)際電壓值為kp＜ka′，即u＜un。故同樣勵(lì)磁電流下實(shí)際的零功率因數(shù)負(fù)載特性的電壓值要低于前述的理想化曲線(xiàn)的電壓值。
上述分析表明，當(dāng)考慮轉(zhuǎn)子漏磁影響后，在空載特性和零功率因數(shù)負(fù)載特性之間的特性三角形是逐漸變的。在三相穩(wěn)態(tài)短路時(shí)，對(duì)應(yīng)于短路點(diǎn)，縱邊為inxσ，橫邊為ifa，這時(shí)的特
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同步發(fā)電機(jī)的電樞反應(yīng)是指當(dāng)同步發(fā)電機(jī)接通負(fù)載時(shí)，三相電樞繞組流經(jīng)的電流產(chǎn)生的電樞旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)主磁極磁場(chǎng)產(chǎn)生的某種確定性的影響。其反應(yīng)條件是同步發(fā)電機(jī)在輸出功率時(shí)，電樞里有電流流過(guò)，這電流就會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，電樞電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)將對(duì)主磁場(chǎng)發(fā)生作用，這就產(chǎn)生了電樞反應(yīng)。在定子有電流的情況下，空載時(shí)是沒(méi)有電樞反應(yīng)的。
一般具備電力知識(shí)都知道同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，并接上三相對(duì)稱(chēng)負(fù)載后，定子繞組中會(huì)產(chǎn)生三相對(duì)稱(chēng)電流，及三相旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，此磁場(chǎng)稱(chēng)為電樞磁場(chǎng)。這樣在氣隙中就同時(shí)存在著兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，一個(gè)是由直流勵(lì)磁電流產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子主磁場(chǎng)，另一個(gè)則是電樞磁場(chǎng)。這兩個(gè)磁場(chǎng)以相同的轉(zhuǎn)速，相同的方向旋轉(zhuǎn)，兩者之間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。它們疊加在一起形成同步發(fā)電機(jī)氣隙中的合成磁場(chǎng)這時(shí)同步發(fā)電機(jī)的感應(yīng)電勢(shì)是由氣隙中的合成磁場(chǎng)感應(yīng)產(chǎn)生的。因此，定子繞組電勢(shì)不僅決定于轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，而且還受電樞磁場(chǎng)的影響。由此可知，當(dāng)同步發(fā)電機(jī)接負(fù)載運(yùn)行時(shí)，由于電樞磁場(chǎng)的出現(xiàn)，氣隙中的磁場(chǎng)由空載時(shí)的主磁場(chǎng)（磁極磁場(chǎng)）變?yōu)楹铣纱艌?chǎng)，無(wú)論大小和位置都發(fā)生了變化，這種現(xiàn)象稱(chēng)為電樞反應(yīng)。如果發(fā)電機(jī)所接的負(fù)載性質(zhì)不同，那么定子繞組中的電流和電勢(shì)的相位也不同，所以同步發(fā)電機(jī)電樞反應(yīng)的程度不僅和定子電流大小有關(guān)，而且與負(fù)載性質(zhì)有關(guān)。
一、同步發(fā)電機(jī)的電樞反應(yīng)
下面以負(fù)載的不同情況，進(jìn)一步來(lái)分析同步發(fā)電機(jī)的電樞反應(yīng)。
1、純電阻性負(fù)載時(shí)
為便分析說(shuō)同題，設(shè)定每相繞組只由一匝組成，一相繞組對(duì)稱(chēng)布置，勵(lì)磁繞組磁勢(shì)f1在空間按正弦分布。在發(fā)動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下，以同步轉(zhuǎn)速按逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。
旋轉(zhuǎn)的主磁場(chǎng)將在定子三相繞組中產(chǎn)生三相對(duì)稱(chēng)的感應(yīng)電勢(shì)eo，中轉(zhuǎn)子所畫(huà)位置瞬間，a相繞組內(nèi)的感應(yīng)電勢(shì)最大，電勢(shì)方向用右手定則確定。其三相感應(yīng)電勢(shì)的向量圖。由于接的是純電阻性負(fù)載，電流和電勢(shì)同相位，即u=0，因此，三相定子繞組各導(dǎo)體中的電流方向與電勢(shì)方向一致，此時(shí)a相電流也達(dá)到最大值,同時(shí)表示電勢(shì)和電流的方向。根據(jù)繞組中電流方向可以判斷電樞旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)磁勢(shì)軸線(xiàn)的方向與轉(zhuǎn)子磁極軸線(xiàn)相垂直。又由于電樞磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)都以同步轉(zhuǎn)速n1旋轉(zhuǎn)，因此，它們之間的相對(duì)位在任一瞬間都維持不變。電樞磁勢(shì)fs在空間總是滯后于勵(lì)磁磁勢(shì)，兩者相疊加，得合成磁勢(shì)聲fr。
由此可知，當(dāng)發(fā)電機(jī)接純電阻性負(fù)載時(shí)，fs的軸線(xiàn)與ff的軸線(xiàn)互相垂直，故稱(chēng)為橫軸（或交軸）電樞磁勢(shì)。由它產(chǎn)生的電樞反應(yīng)叫做橫軸電樞反應(yīng)。電樞反應(yīng)的結(jié)果，不但使氣隙中的合成磁勢(shì)fr的軸線(xiàn)方向逆轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度θ，而且因轉(zhuǎn)子磁極的前一半（即前極端）被電樞磁極削弱，轉(zhuǎn)子磁極的后一半（即后極端）被電樞磁加強(qiáng)。主磁極半邊增強(qiáng)半邊減弱，在發(fā)電機(jī)鐵心未飽和時(shí)，增加的磁通等于減少的磁通，使總的合成磁通保持不變。但是，通常同步發(fā)電機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)，其磁路總是呈飽和狀態(tài)的，因而就使得磁路增加的磁通稍小于減少的磁通，使總的合成磁通稍有減少，然而，更主要的是使主磁場(chǎng)發(fā)生琦變（即歪扭），使同步發(fā)電機(jī)造成一定的影響。
2、純電感性負(fù)載時(shí)
當(dāng)發(fā)電機(jī)接于電感性負(fù)載時(shí)，若不考慮電樞繞組的電阻，那么，在這種負(fù)載下的電樞電流，必然在相位上將滯后電勢(shì)90°，即u=90°。在這種情況下，如果轉(zhuǎn)子磁極的位置仍的瞬時(shí)位置一樣，即仍然是a相繞組中的感應(yīng)電勢(shì)最大，其電勢(shì)方向線(xiàn)圈內(nèi)層符號(hào)所示。但由于電流is的相位比電勢(shì)eo滯后90°，所以電流is的最大值要向后（順時(shí)針?lè)较颍┮苿?dòng)90°，此時(shí)繞組中電流的實(shí)際方向用中線(xiàn)圈外層符號(hào)表示，a相繞組中的電流為零，is所產(chǎn)生的電樞磁勢(shì)聲fs的方向，用右手螺旋定則來(lái)判斷。可見(jiàn)fs的方向也是在主磁極的軸線(xiàn)上，但與fs的方向相反，并對(duì)主磁極產(chǎn)生去磁作用。顯然合成磁勢(shì)fr與勵(lì)磁磁勢(shì)方向相同，但數(shù)值上減小了。這是同步發(fā)電機(jī)接入電感性負(fù)載時(shí)，端電壓下降的主要原因。這時(shí)的電樞反應(yīng)叫做縱軸（或直軸）去磁電樞反應(yīng)。
3、純電容性負(fù)載時(shí)
在純電容性負(fù)載的情況下，如果不考慮電樞繞組電阻的作用，那么is在相位上就比e。超前90°，即u=90°。和前面討論情況一樣，當(dāng)a相繞組正好在轉(zhuǎn)子主磁極軸線(xiàn)上時(shí)，a相繞組中感應(yīng)電勢(shì)最大。但由于電流is超前于電勢(shì)eo90°，所以三相電樞電流產(chǎn)生的電樞磁勢(shì)fs的軸線(xiàn)在空間前移90°。于是，電樞磁勢(shì)fs也與主磁極軸線(xiàn)相重合，并且fs與聲ff方向相同。對(duì)主磁極磁場(chǎng)產(chǎn)生助磁作用，這就是同步發(fā)電機(jī)接電容性負(fù)載時(shí)，端電壓上升的主要原因。這時(shí)的電樞反應(yīng)叫做縱軸助磁電樞反應(yīng)。
圖1 發(fā)電機(jī)的電樞磁場(chǎng)展開(kāi)圖
圖2 同步發(fā)電機(jī)對(duì)稱(chēng)負(fù)載的電樞反應(yīng)示意圖
二、電樞反應(yīng)效應(yīng)
典型的電樞反應(yīng)效應(yīng)主要有如下三種，即：
① 交軸電樞反應(yīng)，在e0與ia同相位時(shí)產(chǎn)生（若忽略電樞繞組電抗的影響，發(fā)電機(jī)相當(dāng)于帶純阻性負(fù)載）；
② 直軸去磁電樞反應(yīng)，在ia滯后于e 0 90°時(shí)產(chǎn)生（此時(shí)發(fā)電機(jī)帶純感性負(fù)載）；
③ 直軸增磁電樞反應(yīng)，在ia超前于e 0 90°時(shí)產(chǎn)生（此時(shí)發(fā)電機(jī)帶純?nèi)菪载?fù)載）。
三、同步電抗的物理意義
同步電抗是同步電機(jī)的定子漏抗與電樞反應(yīng)電抗之和，它是電路中的一種阻抗，用來(lái)描述電路對(duì)交流電的阻礙程度。在同步發(fā)電機(jī)中，各電抗的物理意義是不同的，它們分別對(duì)應(yīng)著不同的電路元件。
（1）定子電抗
它是指定子線(xiàn)圈中的電感和電容的總和。定子電抗的作用是阻礙電流的流動(dòng)，從而使發(fā)電機(jī)能夠穩(wěn)定地工作。定子電抗的大小取決于定子線(xiàn)圈的結(jié)構(gòu)和材料，一般來(lái)說(shuō)，定子電抗越大，發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定性就越好。
（2）轉(zhuǎn)子電抗
它是指轉(zhuǎn)子線(xiàn)圈中的電感和電容的總和。轉(zhuǎn)子電抗的作用是產(chǎn)生磁場(chǎng)，從而使發(fā)電機(jī)能夠產(chǎn)生電能。轉(zhuǎn)子電抗的大小取決于轉(zhuǎn)子線(xiàn)圈的結(jié)構(gòu)和材料，一般來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)子電抗越大，發(fā)電機(jī)的輸出功率就越大。
（3）勵(lì)磁電抗
它是指勵(lì)磁線(xiàn)圈中的電感和電容的總和。勵(lì)磁電抗的作用是控制發(fā)電機(jī)的輸出電壓，從而使發(fā)電機(jī)能夠適應(yīng)不同的負(fù)載。勵(lì)磁電抗的大小取決于勵(lì)磁線(xiàn)圈的結(jié)構(gòu)和材料，一般來(lái)說(shuō)，勵(lì)磁電抗越大，發(fā)電機(jī)的輸出電壓就越穩(wěn)定。
同步發(fā)電機(jī)各電抗的物理意義是非常重要的，它們決定了發(fā)電機(jī)的電氣特性和性能。在實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)具體的需求和條件來(lái)選擇合適的電抗，以保證發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定性和可靠性。
四、電樞反應(yīng)電抗和同步電抗區(qū)別
電樞反應(yīng)電抗就是在同步發(fā)電機(jī)加上負(fù)載后，形成了回路，定子繞組，也就是電樞繞組中形成了電流，這個(gè)電流也會(huì)產(chǎn)生磁動(dòng)勢(shì)，叫電樞磁動(dòng)勢(shì)，這個(gè)電樞磁動(dòng)勢(shì)會(huì)影響勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)，這個(gè)叫電樞反應(yīng)。電樞反應(yīng)的結(jié)果根據(jù)負(fù)載類(lèi)型的不同，分為三類(lèi)。而電樞反應(yīng)電抗就是來(lái)反應(yīng)這個(gè)電樞反應(yīng)磁動(dòng)勢(shì)對(duì)勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)的影響程度了。電樞反應(yīng)電抗是電樞反應(yīng)的外在特征，外在特性。對(duì)待同步電抗包含了電樞反應(yīng)電抗，另外還有定子漏抗。這就是同步電抗和電樞反應(yīng)電抗之間的關(guān)系，一個(gè)從屬關(guān)系。
1、定子漏電抗的確定
由于在空載特性曲線(xiàn)和零功率因數(shù)特性曲線(xiàn)之間存在一個(gè)不變的特性三角形，該特性三角形的縱邊和橫邊分別對(duì)應(yīng)同步電機(jī)的漏抗壓降和電樞反應(yīng)的等效勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)。如果知道了兩條特性曲線(xiàn)，求出它們之間的特性三角形，則可求得對(duì)應(yīng)的定子漏電抗。
假定空載特性和零功率因數(shù)特性曲線(xiàn)如圖3所示。在曲線(xiàn)2上取額定電壓點(diǎn)a′，過(guò)a′作ao的平行線(xiàn)a′o′，且使a′o′＝ao，再過(guò)o′作平行于空載特性起始段ob的直線(xiàn)o′b′交曲線(xiàn)1于b′，連b′a′并作b′c′垂直于a′o′交a′o′于c′，則得到特性三角形。平移至短路點(diǎn)即為三角形δabc，于是有ac=ifa，bc=inxσ或xσ=bc/in。
圖3 發(fā)電機(jī)定子漏電抗
2、保梯電抗的測(cè)定
實(shí)踐表明由試驗(yàn)測(cè)得的零功率因數(shù)負(fù)載特性（如圖3中虛線(xiàn)所示）與空載特性之間的特性三角形是變化的。其原因如下：
首先考慮空載if=od時(shí)的情況。此勵(lì)磁電流全部作為有效勵(lì)磁電流來(lái)產(chǎn)生氣隙磁通，并在定子繞組中感應(yīng)出氣隙電動(dòng)勢(shì)eδ=e=db′外還產(chǎn)生少量的主極漏磁通。當(dāng)電機(jī)在純電感負(fù)載下運(yùn)行且if=ok，ifa=kadfa/nf=dk時(shí)，雖然產(chǎn)生氣隙合成磁通所對(duì)應(yīng)的等效勵(lì)磁電流ifδ=od，與空載時(shí)相同，但零功率因數(shù)負(fù)載時(shí)產(chǎn)生主極漏磁的勵(lì)磁電流值卻是比od大得多的ok，因而主極漏磁將顯著增大，從而使轉(zhuǎn)子磁極和磁軛兩段磁路更加飽和，整個(gè)主磁路的磁阻變大。這時(shí)盡管氣隙合成磁動(dòng)勢(shì)不變，但氣隙電動(dòng)勢(shì)受到磁路飽和度增加的影響，其數(shù)值將有所減少，即eδ＜db′，在扣除漏抗壓降以后實(shí)際電壓值為kp＜ka′，即u＜un。故同樣勵(lì)磁電流下實(shí)際的零功率因數(shù)負(fù)載特性的電壓值要低于前述的理想化曲線(xiàn)的電壓值。
上述分析表明，當(dāng)考慮轉(zhuǎn)子漏磁影響后，在空載特性和零功率因數(shù)負(fù)載特性之間的特性三角形是逐漸變的。在三相穩(wěn)態(tài)短路時(shí)，對(duì)應(yīng)于短路點(diǎn)，縱邊為inxσ，橫邊為ifa，這時(shí)的特
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