負載角:負載角-中文百科頻道

定義介紹

發電機功角是發電機内電勢與發電機端電壓向量的夾角。當發電機功角為

時内電勢與發電機端電壓重合，應該是發電機全速未與系統并列。發電機功角

時發電機發出有功并從系統吸收無功。發電機功角特性：

其中上式中：P電磁功率，M相數，X同步電抗，θ功角，E電勢，U機端電壓。

當原動機增加輸入功率時，發電機的電磁功率也相應增加，正常運行的發電機隻增加電磁功率時，其電勢不變（勵磁不變）機端電壓不變（并列于系統），同步電抗不變。由以上公式可以看出，隻有功角變大，才滿足這個特性。在物理上可以這樣理解：增加原動力時，轉子加速，但由于同步運行的作用，使得轉子的轉速不可能脫開同步轉速，而又回到平衡。但此時和電樞主磁通和轉子磁極中心線不再是和剛才一樣的角度，而是加了一個角度，即

。功角隻有在

間才符合這個特性。也就是

度的值是0---1發電機在正常運行時，功角一般在

左右，這是因為需要一個靜穩定的冗餘。因為

也就是說一般發電機的靜态穩定冗餘為2。現代發電機因為有了較為先進的調節器，往往功角可以運行在較大的角度運行，甚至運行在功率因數為進相0.9運行，而保證不會失去靜态穩定。這時候的功角大于

.....根據以上公式大家可以進行分析。

基本介紹

二者不是一回事。就是說，當無功等于零時，相角肯定是0的，但功角可以在大于負90°小于正90°之間，小于零度時是調相運行狀态；而有功為零時，功角肯定是0°，而相角仍可以在負90°到正90°之間，大于零度時是遲相，小于零度時是進相。道理上應該是這樣的。

功角的測量，可以利用裝于轉子大軸上的霍爾傳感器來感應轉子磁場的角度（與定子電動勢一緻），以此為參照，再通過機端

感應出的機端電壓（系統電壓）與參照值相比較，其相位角度差，就是功角。

有功負荷帶得越高，汽機出力越大，功角拉得越開，越易失步，因為越過90°，就是滑極了。當然，勵磁電流小了，不足以維持轉子磁場，就是進相，勵磁電流再小下去，使轉子與定子間的電磁拉力減小，功角必然拉大，一旦越過90°，就會失步。所以，“轉子磁場用于約束定子磁場的磁力線就不足。出力越大就越容易失步”是對的。

功角是表征同步發電機運行狀态和判别電力系統穩定性的重要參量，多年來，功角的測量得到了廣泛的重視和深入的研究。已有的測量方法從原理上主要有兩大類：一類是純電氣測量方法，即采集同步發電機的輸出電壓、電流或/和其他電氣量，進而通過理論分析和計算來獲得功角。該類方法最簡化的情況就是基于穩态公式或相量圖的解析計算法，它在系統穩态運行且發電機的參數比較精确時，能比較準确地計算出功角，而在系統暫态過程中，由于參數時變性、機組鐵心飽和等的影響，方法所依賴的解析公式不能成立，導緻較大的計算誤差。另一類方法需要借助非電量傳感器（包含光電或磁電變換）來實現測量。常見的作法是，在轉子軸上設置機械測點或測速齒輪，在轉子周圍安裝光電、電刷或電磁裝置，後者接收由前者産生的脈沖信号或其它與轉子位置或速度相關的量，進而通過一定的變換來實現功角的測量（以下簡稱脈沖法）。脈沖法往往需要對發電機本體進行不同程度的改造，工藝複雜，而且由于采用非電量傳感器，需借助于比較複雜的信号處理和誤差補償技術，以去除諸如機械加工誤差、信号傳輸延時、軸體扭振等導緻的結構性誤差；而且針對個案提出的方法很難适用于别的發電機，導緻實現代價較大。

瞬變狀态測量

應用一個基于微處理器的負載角測量系統，來控制以逆變器送電的磁阻電動機，其電動機的起動，加載和卸載時負載角的測量控制流程可分為四段：

1 .PIA 的初始化用四個PIA ，其中兩個連接在微處理器系統的輸入端，輸入負載角和電負載條件。另外兩個接輸出端，供負載角指示和磁極轉差記錄。

2.軟起動一旦PIA 被初始化，逆變器輸出頻率以0.6H z 的步子增加，該步子對應于微處理器的一個十六進制數。當頻率增加一個步子，中斷标記被清除，處理器等待負載角中斷信号讀取負載角。負載角被存入存儲示波器，在直觀顯示裝置VDU 上進行目測時延量由逐個的頻率增量組成，時延是可變的。上述處理工作反複進行直到達到規定的工作頻率。起動頻率大約為2Hz 。對于速度為1500 轉/分鐘的四磁極測試電動機，規定的工作頻率通常為50Hz 。

3 . 在加載情況下的控制動作一旦電動機達到規定的速度，負載角在每一個電周期便被讀一次。負載角顯示于VDU 上，同時存入存儲示波器。如果負載角超過基準值，誤差便被計算，逆變器頻率便下降。頻率的下降量取決于誤差信号的大小和比率控制器的增益。當負載角低于基準值時，控制動作不發生.

4 . 在完全去掉負載時的控制動作任何時候，如果負載完全去掉，這一情況被微處理機檢出，控制動作返回延遲程序。如果逆變器頻率和電動機速度不同于規定值，頻率按“軟起動”時的步子增加，直到達到規定的頻率，此時負載角被連續不斷地測量和記錄。這個程序是用彙編語言編制的，占171字節的存儲單元。實驗結果是：控制起動，典型的控制起動過程，逆變器輸出頻率從2Hz上升到50Hz ，每步頻率增量

對應着0.25 秒的延遲時間. 因定子電流沒有超過額定值，程序為軟起動；突然過載時的動作，當負載角超過預先規定的值時，逆變器輸出頻率下降，使電機免于失步，即電動機轉子相對定子基本旋轉磁場無磁極轉差。

這種磁阻電動機驅動裝置的特征很具有吸引力，在多機驅動時，不會因為一個過載電機而失去同步性，而是引入降低逆變器頻率的方法來保持其同步性。它還可以應用在自動化領域，是常規步進電機驅動過渡到高功率規劃的一個可行方法。