《相同步电机》PPT课件

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1、三相同步电机第7章1本章要求掌握同步电机的基本结构和工作原理。掌握同步电动机的分析方法及分析结果。掌握功角的概念及意义，矩角特性及其应用。熟练掌握同步电动机的U型曲线及其意义。掌握工作特性中的cosφ=f（P2）曲线形状及其意义。了解同步电动机的起动方法；一般掌握同步调相机。2第一节同步电动机的基本结构和工作原理一、同步电动机的基本结构1.定子：主要由铁心和电枢绕组构成定子铁心是由硅钢片叠成，它构成电机磁路的一部分。电枢绕组是三相对称绕组，由高强度漆包线绕成，它构成电机的电路。345UVWU’V’W’VWW’UU’V’U’UW’VV’WY接法接法WW’U’V’VU接线盒注意：

2、首尾端不能接反！定子三相绕组接线方式WUVU’V’W’U定子U’VV’WW’6转子：由铁心、直流励磁绕组、滑环和电刷等构成。按结构型式分成凸极式转子和隐极式转子凸极式转子7水轮发电机8电机与拖动水轮发电机的特点：极数多，直径大，轴向长度短，整个转子在外形上与汽轮发电机大不相同。大多数水轮发电机为立式。水轮发电机的直径很大，定子铁心由扇形电工钢片拼装叠成。为了散热的需要，定子铁心中留有径向通风沟。转子磁极由厚度为1～2mm的钢片叠成；磁极两端有磁极压板，用来压紧磁极冲片和固定磁极绕组。有些发电机磁极的极靴上开有一些槽，槽内放上铜条，并用端环将所有铜条连在一起构成阻尼绕组，其作用是

3、用来拟制短路电流和减弱电机振荡，在电动机中作为起动绕组用。磁极与磁极轭部采用T形或鸽尾形连接。9隐极式转子10汽轮发电机111213电机与拖动汽轮发电机的特点：定子大体上与异步电机相同，定子铁心由0.35mm、0.5mm或其它厚度的电工钢片叠成。定子外径较小时，采用圆形冲片，当定子外径大于1m时，采用扇形冲片。定子铁心固定在机座上，机座常由钢板焊接而成，它必须有足够的强度和刚度，同时还必须满足通风和散热的需要。汽轮发电机的电压较高，要求定子绕组有足够的绝缘强度，一般采用B级或F级绝缘。为了减少高速旋转引起的离心力，一般采用隐极式转子，其外形常做成一个细长的圆柱体。转子铁心表面圆

4、周上铣有许多槽，励磁绕组嵌放在这些槽内。励磁绕组为同心式绕组，以铜线绕制，并用不导磁的槽楔将绕组紧固在槽内。14凸极转子隐极转子d轴q轴d轴q轴特点：气隙不均匀特点：气隙均匀转子结构特点15定子三相对称绕组，加三相对称电压，流入三相对称电流，产生旋转磁场N1、S1。旋转磁场的转速为转子励磁绕组，加直流电压，产生恒定磁场N2、S2。定子磁场N1、S1与转子磁场N2、S2之间产生磁拉力，从而产生电磁力矩拖动转子与定子磁场同步旋转。原理动画二、同步电动机的工作原理16*同步转速从供电品质考虑，由众多同步发电机并联构成的交流电网的频率应该是一个不变的值，这就要求发电机的频率应该和电网的

5、频率一致。我国电网的频率为50Hz，故有：要使得发电机供给电网50Hz的工频电能，发电机的转速必须为某些固定值，这些固定值称为同步转速。例如2极电机的同步转速为3000r/min，4极电机的同步转速为1500r/min，依次类推。只有运行于同步转速，同步电机才能正常运行，这也是同步电机名称的由来。17*同步机运行方式同步电机的主要运行方式有三种，即作为发电机、电动机和补偿机运行。作为发电机运行是同步电机最主要的运行方式，作为电动机运行是同步电机的另一种重要的运行方式。同步电动机的功率因数可以调节，在不要求调速的场合，应用大型同步电动机可以提高运行效率。近年来，小型同步电动机在变

6、频调速系统中开始得到较多地应用。同步电机还可以接于电网作为同步补偿机。这时电机不带任何机械负载，靠调节转子中的励磁电流向电网发出所需的感性或者容性无功功率，以达到改善电网功率因数或者调节电网电压的目的。18三、同步电动机的额定数据⑴额定容量是指轴上输出的有功功率，单位为。⑵额定电压指加在定子绕组上的线电压，单位为或。⑶额定电流电动机额定运行时，流过定子绕组的线电流，单位为。⑷额定功率因数电动机额定运行的功率因数。⑸额定转速电动机额定运行时转子转速，单位为。⑹额定效率电动机额定运行效率。此外，同步电动机铭牌上还给上额定频率；额定励磁电压；额定励磁电流等数据。19一、隐极同步电动机

7、电磁分析和相量图定子的电磁关系(磁路不饱和时）：转子If定子F=F0+Fa1、电磁分析由于定、转子磁场在空间相对静止，故同步电动机带负载运行，定转子电流产生两个旋转磁场，它们相对静止，只在定子中感应电势。第二节同步电动机内部的电磁关系FFIaEaFaF0E0202、基本方程磁路不饱和时气隙磁场在定子中的感应电势故而漏感电势r1定子一相绕组电阻为r121在给定的参考方向下，定子一相绕组的电压平衡方程式为1aa01rIEEEU+---=s1aasdrIxjIE++-=r1aaaa0IxjIxjI