资源描述：
《注册电气专业基础第53讲 第二十八章：同步电机(一)(2010年新版)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第28章同步电机28.1同步电机的基本结构、工作原理及额定值28.1.1同步电机的基本结构(一)隐极同步电机(以汽轮发电机为例)为保证频率f=50Hz,则发电机的极对数P少特点:转速高(一般为二极,2P=2)离心力大,需细长转子(隐极式)0.5mm硅钢片叠压而成定子铁心大型电机由扇型片拼成圆形矩形开口槽,径向,轴向通风道1.定子定子绕组-三相双层绕组,扁铜线绕制而成,采用成型线圈外壳-用钢板焊接而成2.转子(1)由合金钢锻成,与转轴制成一个整体,外园开槽,大齿和小齿(2)励磁绕组为同心式绕组(3)采用高强度铝合金槽
2、楔,端部采用保护环固定3.滑环(集电环)与电刷装置.(二)凸极同步电机特点:转速低为保证f=50Hz,则需发电机的极对数P增大为保证放置P对磁极,则需转子的直径大.1.定子:定子铁心-硅钢片叠成,直径可达20多米,矩形开口槽.定子绕组-双层绕组2.转子:凸极式铁心由厚钢板叠成励磁绕组由扁铜线绕制而成阻尼绕组(起动绕组)-由铜条和端环构成,用于同步电动机异步起动.28.1.2同步发电机的基本工作原理6页同步电动机工作时，定子的三相绕组中通入三相对称电流，转子的励磁绕组通入直流电流。在定子三相对称绕组中通入三相交变电流
3、时，将在气隙中产生旋转磁场。在转子励磁绕组中通入直流电流时，将产生极性恒定的静止磁场。若转子磁场的磁极对数与定子磁场的磁极对数相等，转子磁场因受定子磁场磁拉力作用而随定子旋转磁场同步旋转，即转子以等同于旋转磁场的速度、方向旋转，这就是同步发电机的基本工作原理。定子旋转磁场与转子的速度为，称为同步转速。它的大小只决定于电源频率的大小和定、转子的极对数p，不会因负载变化而改变。28.1.3同步电机的额定值同步电机的额定值（铭牌值）有以下几种：1.额定容量SN或额定功率PN。对同步发电机来说，额定容量是指发电机出线端的额
4、定视在功率，一般以千伏安（kVA）或兆伏安（MVA，即百万伏安）为单位；而额定功率是指发电机输出的额定有功功率，一般以千瓦（kW）或兆瓦（MW，即百万瓦）为单位。对同步电动机而言，是指其转轴上输出的有效机械功率，也用千瓦（kW）或兆瓦来表示。对于同步调相机，则用发电机出线端输出的无功功率来表示其容量，以千乏（kvar）或兆乏（Mvar）来表示。2.额定电压UN是指同步电机在额定运行时其定子三相的线电压，单位为伏(V)或千伏(kV)。3.额定电流IN是指同步电机在额定运行时流过其定子绕组的线电流，单位为安（A）。4.
5、额定功率因数是指同步电机在额定运行时的功率因数。5.额定效率是指额定运行时效率。综合定义1~5条，可以得出它们之间的基本关系。即对三相交流发电机来说对于三相交流电动机来说，则为额定转速nN和额定频率fN、额定励磁电压UfN和额定励磁电流IfN28.2同步电机的磁场和电枢反应28.2.1空载运行时同步电机的磁场 当原动机带动发电机在同步转速下运行,励磁绕组通过适当的励磁电流,电枢绕组不带任何负载时的运行情况，称为空载运行。空载运行是同步发电机最简单的运行方式。6页◆对于凸极发电机来说，由于定转子间的气隙沿整个电枢圆周
6、分布不均匀，极面下气隙较小，而极间气隙较大，极面下的磁阻较小，而极间磁阻很大，而且在同一个极面下，在一个极的范围内气隙径向磁通密度的分布近似于平顶的帽形。极靴以外的气隙磁通密度减少很快，相邻两极中线上的磁通密度为零。气隙磁密可以用付立叶谐波分析的方法分解出空间基波和一系列谐波。通常将极靴的极弧半径做成小于定子的内圆半径，而且两圆弧的圆心不重合(称为偏心气隙)，从而形成极弧中心处的气隙最小，沿极弧中心线两侧方向气隙逐渐增大，这样可以使得气隙磁通密度的分布较接近正弦波形。 ◆隐极电机的励磁绕组嵌埋于转子槽内，沿转子圆周
7、气隙可视为是均匀的。励磁磁势在空间的分布为一个阶梯形，受齿槽的影响,气隙磁密呈现出波动变化。用谐波分析法可求出其基波分量，合理地选择大齿的宽度可以使气隙磁密的分布接近正弦波。 ◆感应电势的波形和大小与气隙磁密的分布形状及幅值大小紧密相关，在设计和制造电机时，应采取适当的措施，以获得尽可能接近正弦分布的气隙磁密，从而得到品质较高的感应电势。28.2.2负载运行时同步电机的磁场和电枢反应空载时，同步电机中只有一个以同步转速旋转的励磁磁势，它在电枢绕组中感应出三相对称交流电势，称为励磁电势当电枢绕组接上三相对称负载后，电
8、枢绕组和负载一起构成闭合通路，通路中流过的是三相对称的交流电流，我们知道，当三相对称电流流过三相对称绕组时，将会形成一个以同步速度旋转的旋转磁势。由此可见，负载以后同步电机内部将会产生又一个旋转磁势--电枢旋转磁势。因此，同步发电机接上三相对称负载以后，电机中除了随轴同转的转子磁势(称为机械旋转磁势)外，又多了一个电枢旋转磁势(称为电气旋转磁势)气隙磁场可以
