电机学 教学课件 作者 曾成碧 赵莉华 cha12.ppt

《电机学 教学课件 作者 曾成碧 赵莉华 cha12.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、同步电机篇四川大学电气信息学院曾成碧2008年12月1同步电机是指电机转子的转速n恒等于旋转磁场转速n1的交流电机。同步电机的转速为n，电枢电流的频率为f，交流电机的磁极对数为p，它们之间的关系为:同步电机主要用来作为产生三相交流电的发电机运行，现在全世界的发电量绝大部分是同步发电机提供。尽管目前世界上还在大力研发其他的发电形式，如：磁流体发电、太阳能发电、核电、风力发电等等，但在电力系统中还是以三相同步发电机为主。2。同步电机可作发电机运行，也可作为电动机应用，即将电能转换为机械能输出，只要电源频率不变，同步电动机的转速是恒定的，在不要求调速的场合，应用大型同步电

2、动机可以提高运行效率。同步电动机可以通过调节励磁电流来改善电网的功率因数。近年来，小型同步电动机在变频调速系统中得到较多地应用。此外，同步电机还可作为同步补偿机用，同步补偿机实际是一台接在交流电网上空载的同步电动机，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。3第十二章三相同步电机的基本工作原理与结构第一节三相同步电机的基本工作原理及分类一、三相同步发电机的基本工作原理左图是最常用的转场式同步发电机的结构模型，其定子铁心的内圆均匀分布着定子槽，槽内嵌放着按一定规律嵌放有对称三相绕

3、组AX、BY、CZ。转子铁心上装有制成一定形状的成对磁极，磁极上绕有励磁绕组，通以直流电流时，将会在电机的气隙中形成极性相间的分布磁场，称为励磁磁场(也称主磁场、转子磁场)。4原动机拖动转子以恒定速度旋转，励磁磁场随轴一起旋转并顺次切割定子各相绕组（相当于绕组的导体反向切割励磁磁场）。定子绕组中将会感应出大小和方向按周期性变化的三相对称的正弦规律变化感应电动势。由于各相绕组结构相同，从而各相电动势的大小相等，由于各相绕组空间分布彼此相距120°，从而三相电动势时间相位差120°，满足了三相电动势对称要求。如果电枢带上负载，就有电能的输出，实现机械能转换为电能。5二、

4、三相同步电动机的基本工作原理将同步电机定子绕组接至三相交流电源，频率为f的三相交流电流将在电机气隙中产生转速为同步转速n1的旋转磁场。在一定条件下旋转磁场将吸住转子磁极一起同步旋转，转子轴上带上机械负载，就实现电能转换成机械能。转子转速为同步转速：6三、同步补偿机的基本工作原理电动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。过励时，输出感性无功功率，像电容器，欠励时，输出容性无功。调相机通常都是在过励状态下运行，作为无功功率电源，提供感性无功，改善电网功率因数，保持电网电压稳定。7四、

5、同步电机的类型同步电机的分类方法有多种，常见的有以下几种分类方法。按运行方式不同分为：发电机、电动机和调相机。按结构形式不同分为：电枢旋转式和磁极旋转式。磁极旋转按转子结构不同又分为：凸极式和隐极式。按安装方式不同分为：卧式和立式。按原动机类型不同分为：汽轮发电机、水轮发电机、燃气轮发电机、柴油发电机、风力发电机、太阳能发电机等等。按冷却介质不同分为：空气冷却、氢气冷却、水冷却等。8第二节同步发电机的基本构造旋转磁极式结构的同步电机，根据磁极形状可分为隐极和凸极两种型式，如图凸极同步电机气隙不均匀，适合于中速或低速旋转场合隐极同步电机在不考虑齿槽效应时，气隙均匀，适

6、合于高速旋转9同步电机的最基本结构部件包括：定子机座、定子铁心、定子绕组、转子铁心、转子绕组等等，如图12-3是国产300MW汽轮发电机外形结构图。图12-3国产300MW汽轮发电机外形结构图10一、汽轮发电机结构图12-5是一台汽轮发电机的主要部件图11定子铁心是由定子冲片叠压后组成，定子冲片用0.35mm或0.5mm或其它厚度的硅钢叠成，硅钢片的两面涂有绝缘，以减小铁心的涡流损耗。一般呈扇形片，在扇形片的内圆部分开有放置线圈的槽，如图12-6。1、汽轮发电机结构（1）定子铁心图12-6定子铁心定子铁芯是构成磁路和固定定子绕组的重要部件。要求导磁性能好、损耗小、

7、刚度好，振动小，并在结构和通风系统布置上能有良好的冷却效果。121、汽轮发电机结构（2）定子绕组131、汽轮发电机结构14NS+隐极式隐极同步电机的主要部件汽轮发电机转子加工1516汽轮发电机组172、水轮发电机结构(1)立式水轮发电机(2)卧式水轮发电机182、水轮发电机结构(3)灯泡贯流式水轮发电机19凸极同步电机结构实物图带阻尼绕组的凸极同步电机转子水轮发电机定子分段铁心20NSNS+凸极式21凸极同步电机凸极同步电机转子由磁极、励磁线圈、磁轭和阻尼绕组等部分构成。凸极同步电机的定子结构与隐极同步电机或异步电机的基本相同，所不同的只是转子结构。22第三节大