变频交流发电机的不对称运行

知识点：变频交流发电机

恒频交流电源要求发电机空载和对称负载时任两相电压差不大于0.6 V，相移不大于120°士0.6° ,1/6负载不对称时电压差不大于3.0 V，相位差不大于120°士1.5°。

不对称负载时，发电机三相电流的不对称使得各相的内阻抗电压降不同，从而导致三相电压的不对称。发电机不对称的三相电压加到变压器和异步电动机上，使变压器和电动机的损耗加大，性能降低。

400Hz交流发电机通过控制电枢绕组的阻抗，设置强的阻尼绕组，可将不对称负载时三相电压的对称性控制在要求的范围内。

变频交流发电机则不同。如果该电机在最低工作转速时达到对称性要求，则在最高工作转速时完全可能达不到要求。主要是因为:(1)高速时电枢绕组的交流电阻加大;(2)高速时电机的电抗比低速时至少大2. 22倍;(3)发电机馈电线的阻抗也相应增加2.22倍。馈电线阻抗也是导致调节点三相电压不平衡的重要原因。

不饱和时，发电机的电抗和电枢绕组每相串联匝数平方成正比，每相串联匝数是决定电抗的主要因素。为了使变频交流发电机有低的电抗，采用铁多铜少的结构方案，有利于减少电机每相串联匝数。同时，加强电机阻尼绕组，削弱反向旋转磁场，以减轻不对称负载时的电压不平衡。

增加馈电线的截面积，改善馈电线结构型式，以在馈电线长度不变时降低阻抗，也是减小电压不平衡的有效办法。

但是，以上办法不是增加了电机重量，就是增加了馈电线的重量。

考虑到变频交流发电机的特点:(1)额定容量大;(2)大功率三相对称用电设备多(ARTU及其用电设备是典型的三相对称负载)，故只要合理地配置单相用电设备，变频交流电源高频时的电压不平衡是不难解决的。

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