电机学课件--同步电机.ppt

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1、第九章　同步电机的基本工作原理与结构同步电机是交流旋转电机的一种,因其转速恒等于同步速时得名。同步电机主要用作发电机，也可用作电动机和调相机。第十章　同步电机的运行原理第十一章　同步电机的三相突然短路和异常运行第九章同步电机的基本工作原理与结构第二节同步电机的基本工作原理及其分类第一节汽轮同步电机的基本结构第三节三相同步电机的型号和额定值思考题与习题以汽轮发电机为例:定子铁心：硅钢片叠成。机座：钢板焊接面成，有足够的强度和钢度。电枢绕组：三相对称绕组——铜线制成定子(电枢)转子铁心：采用整块的含铬、镍和钼的合金钢锻

2、成护环：保护励磁绕组受离心力时不甩出励磁绕组：铜线制成滑环：引励磁电流经电刷、滑环进入励磁绕组中心环：支持护环，阻止励磁绕组轴向移动转子第一节汽轮同步电机的基本结构机械端口转子定子绕组定子铁心电端口ABC返回返回1、汽轮发电机结构（1）定子铁心返回1、汽轮发电机结构（2）定子绕组返回1、汽轮发电机结构返回2、水轮发电机结构(1)立式水轮发电机(2)卧式水轮发电机2、水轮发电机结构(3)灯泡贯流式水轮发电机2、水轮发电机结构(4)转子结构10000kW水轮机转子1.发电环节——各种电机引进600MW汽轮发电机国产30

3、0MW汽轮发电机国产200MW汽轮发电机定子国产200MW汽轮发电机定子铁心现场运行的水轮发电机第二节同步电机的基本工作原理及其分类一、三相同步发电机的基本工作原理大小：频率：励磁绕组通入直流电流后建立恒定磁场，原动机拖动转子以转速旋转时，其磁场切割定子绕组而感应交流电动势相序：由转子的转向决定。波形：由可知，波形取决于的空间分布。XAZBCY三相同步发电机的物理过程可用图示表示二、同步电机的分类按运行方式，同步电机分发电机、电动机和调相机。按结构型式，同步电机分旋转电枢式和旋转磁极式。旋转磁极式同步电机按磁极形状

4、，又分隐极式和凸极式两种。按原动机类别,同步电机分为汽轮发电机、水轮发电机和柴油发电机等。汽轮发电机一般作成隐极式，现代汽轮发电机均为2极，转速为3000转/分钟，水轮发电机采用凸极式，极数多，转速低。同步电动机、柴油发电机和调相机一般作成凸极式。按冷却介质和冷却方式分，有空外冷、氢冷、水内冷第三节同步电机的型号和额定值一、型号发电机型号表示该发电机的类型和特点QFQS-200-2表示定子绕组水内冷、转子绕组氢内冷、铁心氢冷的二极汽轮发电机，容量为200MW。ＴＳ854/210-40表示立式同步水轮发电机，定子铁心

5、外径为854cm，定子铁心长度为210cm，有40个磁极。对同步发电机额定值之间关系为：额定运行时加在三相定子绕组上的线电压。指电机额定运行时，输出功率的保证值。同步发电机是指输出的额定视在功率或有功功率，单位是KVA或KW。电动机额定容量是指额定条件下转轴上输出的机械功率，单位是KW。调相机用KVA或Kvar表示。在额定运行状态下三相定子绕组的线电流.二、额定值第一节　同步发电机的电枢反应第二节　同步发电机的电动势方程和相量图第四节　同步发电机的并列第七节　同步调相机和同步电动机思考题与习题第十章　同步发电机的运

6、行原理第三节　同步发电机的运行特性第五节　同步发电机的有功功率功角特性和静态稳定第六节　同步发电机的无功功率功角特性和Ｖ形曲线第一节同步发电机的电枢反应同步发电机转子由原动机拖动到同步转速，转子绕组通以恒定的直流励磁电流，定子电枢绕组开路，这种运行状态，称为同步发电机的空载运行。一、同步发电机的空载特性励磁电流If单独建立的励磁磁动势Ff产生的主、漏磁通。主、漏磁通均随转子旋转，在气隙中形成旋转磁场。主磁通交链电枢绕组，在电枢绕组中感应电动势；漏磁通不交链电枢绕组，不在电枢绕组中感应电动势，不参与定、转子之间的能量

7、转换.空载时电磁关系：空载特性：空载电动势大小：空载特性曲线：气隙线二、电枢反应电枢反应:电机带上负载后，电枢磁动势的基波在气隙中使气隙磁通的大小及位置均发生变化,这种影响称为电枢反应.电枢反应的性质，取决于电枢磁动势基波和励磁磁动势基波之间的相对位置，即与空载电动势和电枢电流之间的夹角有关.励磁磁势和电枢磁势的区别基波波形大小位置转速转向励磁磁动势正弦波恒定，由励磁电流决定由转子位置决定由原动机的转速决定由原动机决定电枢反应磁动势正弦波恒定，由电枢电流决定由电流瞬时值决定由磁极对数和电流频率决定由电流相序决定准备

8、工作1.三个角1)内功率因数角是与之间的时间相位角,与电机参数及负载有关.2)外功率因数角是与之间的时间相位角,与负载有关.3)功率角(功角)是与之间的时间相位角.三个角之间的关系为2.四个轴直轴(纵轴、d轴）：主磁极轴线位置。交轴（横轴、q轴）：与直轴成900电角度的位置。相轴：每相绕组的轴线位置。时轴：时间相量在其上投影可得到时间量的瞬时值。q轴AXZB