负载角:负载角-中文百科频道

定义介绍

发电机功角是发电机内电势与发电机端电压向量的夹角。当发电机功角为

时内电势与发电机端电压重合，应该是发电机全速未与系统并列。发电机功角

时发电机发出有功并从系统吸收无功。发电机功角特性：

其中上式中：P电磁功率，M相数，X同步电抗，θ功角，E电势，U机端电压。

当原动机增加输入功率时，发电机的电磁功率也相应增加，正常运行的发电机只增加电磁功率时，其电势不变（励磁不变）机端电压不变（并列于系统），同步电抗不变。由以上公式可以看出，只有功角变大，才满足这个特性。在物理上可以这样理解：增加原动力时，转子加速，但由于同步运行的作用，使得转子的转速不可能脱开同步转速，而又回到平衡。但此时和电枢主磁通和转子磁极中心线不再是和刚才一样的角度，而是加了一个角度，即

。功角只有在

间才符合这个特性。也就是

度的值是0---1发电机在正常运行时，功角一般在

左右，这是因为需要一个静稳定的冗余。因为

也就是说一般发电机的静态稳定冗余为2。现代发电机因为有了较为先进的调节器，往往功角可以运行在较大的角度运行，甚至运行在功率因数为进相0.9运行，而保证不会失去静态稳定。这时候的功角大于

.....根据以上公式大家可以进行分析。

基本介绍

二者不是一回事。就是说，当无功等于零时，相角肯定是0的，但功角可以在大于负90°小于正90°之间，小于零度时是调相运行状态；而有功为零时，功角肯定是0°，而相角仍可以在负90°到正90°之间，大于零度时是迟相，小于零度时是进相。道理上应该是这样的。

功角的测量，可以利用装于转子大轴上的霍尔传感器来感应转子磁场的角度（与定子电动势一致），以此为参照，再通过机端

感应出的机端电压（系统电压）与参照值相比较，其相位角度差，就是功角。

有功负荷带得越高，汽机出力越大，功角拉得越开，越易失步，因为越过90°，就是滑极了。当然，励磁电流小了，不足以维持转子磁场，就是进相，励磁电流再小下去，使转子与定子间的电磁拉力减小，功角必然拉大，一旦越过90°，就会失步。所以，“转子磁场用于约束定子磁场的磁力线就不足。出力越大就越容易失步”是对的。

功角是表征同步发电机运行状态和判别电力系统稳定性的重要参量，多年来，功角的测量得到了广泛的重视和深入的研究。已有的测量方法从原理上主要有两大类：一类是纯电气测量方法，即采集同步发电机的输出电压、电流或/和其他电气量，进而通过理论分析和计算来获得功角。该类方法最简化的情况就是基于稳态公式或相量图的解析计算法，它在系统稳态运行且发电机的参数比较精确时，能比较准确地计算出功角，而在系统暂态过程中，由于参数时变性、机组铁心饱和等的影响，方法所依赖的解析公式不能成立，导致较大的计算误差。另一类方法需要借助非电量传感器（包含光电或磁电变换）来实现测量。常见的作法是，在转子轴上设置机械测点或测速齿轮，在转子周围安装光电、电刷或电磁装置，后者接收由前者产生的脉冲信号或其它与转子位置或速度相关的量，进而通过一定的变换来实现功角的测量（以下简称脉冲法）。脉冲法往往需要对发电机本体进行不同程度的改造，工艺复杂，而且由于采用非电量传感器，需借助于比较复杂的信号处理和误差补偿技术，以去除诸如机械加工误差、信号传输延时、轴体扭振等导致的结构性误差；而且针对个案提出的方法很难适用于别的发电机，导致实现代价较大。

瞬变状态测量

应用一个基于微处理器的负载角测量系统，来控制以逆变器送电的磁阻电动机，其电动机的起动，加载和卸载时负载角的测量控制流程可分为四段：

1 .PIA 的初始化用四个PIA ，其中两个连接在微处理器系统的输入端，输入负载角和电负载条件。另外两个接输出端，供负载角指示和磁极转差记录。

2.软起动一旦PIA 被初始化，逆变器输出频率以0.6H z 的步子增加，该步子对应于微处理器的一个十六进制数。当频率增加一个步子，中断标记被清除，处理器等待负载角中断信号读取负载角。负载角被存入存储示波器，在直观显示装置VDU 上进行目测时延量由逐个的频率增量组成，时延是可变的。上述处理工作反复进行直到达到规定的工作频率。起动频率大约为2Hz 。对于速度为1500 转/分钟的四磁极测试电动机，规定的工作频率通常为50Hz 。

3 . 在加载情况下的控制动作一旦电动机达到规定的速度，负载角在每一个电周期便被读一次。负载角显示于VDU 上，同时存入存储示波器。如果负载角超过基准值，误差便被计算，逆变器频率便下降。频率的下降量取决于误差信号的大小和比率控制器的增益。当负载角低于基准值时，控制动作不发生.

4 . 在完全去掉负载时的控制动作任何时候，如果负载完全去掉，这一情况被微处理机检出，控制动作返回延迟程序。如果逆变器频率和电动机速度不同于规定值，频率按“软起动”时的步子增加，直到达到规定的频率，此时负载角被连续不断地测量和记录。这个程序是用汇编语言编制的，占171字节的存储单元。实验结果是：控制起动，典型的控制起动过程，逆变器输出频率从2Hz上升到50Hz ，每步频率增量

对应着0.25 秒的延迟时间. 因定子电流没有超过额定值，程序为软起动；突然过载时的动作，当负载角超过预先规定的值时，逆变器输出频率下降，使电机免于失步，即电动机转子相对定子基本旋转磁场无磁极转差。

这种磁阻电动机驱动装置的特征很具有吸引力，在多机驱动时，不会因为一个过载电机而失去同步性，而是引入降低逆变器频率的方法来保持其同步性。它还可以应用在自动化领域，是常规步进电机驱动过渡到高功率规划的一个可行方法。