第六章同步电机的稳态分析ppt课件.ppt

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1、第六章同步电机的稳态分析同步电机和感应电机同属于交流电机，与感应电机的区别是同步电机的转子转速n与电网频率f之间具有固定不变的关系，而感应电机的转子转速n＜ns。本章主要讲述同步发电机的工作原理、电磁关系，导出基本方程、等效电路和相量图；分析同步发电机的运行特性，以及与电网的并联运行和功率调节问题。最后介绍同步电动机和同步补偿机。第一节同步电机的结构、工作原理和运行状态第二节同步发电机的的空载和负载运行第三节隐极同步发电机电压方程、相量图和等效电路第四节凸极同步发电机电压方程和相量图第五节同步发电机的功率和转矩方程第六节同步电机参数的测定第七节同步发电机的运行

2、特性第八节同步发电机与电网的并联运行第九节同步电动机与同步补偿机第六章同步电机的稳态分析第一节同步电机的结构、工作原理和运行状态一、同步电机的基本类型二、同步电机的基本结构三、同步发电机的工作原理四、同步电机的运行状态五、同步电机的励磁方式六、同步电机的铭牌数据一、同步电机的基本类型按结构形式分转枢式：用于小容量同步电机转极式：用于高压、大容量同步电机按磁极形状分隐极式：转子圆柱形，气隙均匀凸极式：转子有明显凸出的磁极，气隙不均匀发电机按原动机不同分汽轮发电机：高速，转子隐极式,细长形水轮发电机：低速，转子凸极式,短粗形按冷却介质和冷却方式分空冷—外冷：空气自

3、然循环或风扇吹风强迫冷却水冷—内冷：需进水管、出水管等氢冷—外冷或内冷：需密封系统，防爆防漏2)、定子绕组：由许多线圈按一定规律连接而成。大容量电机由于尺寸大，制成半匝式（线棒），每个线棒由若干铜线并在一起，分成一排或两排，两个线棒的一端焊在一起，即成一个线圈。3)、机座：固定和支撑定子铁心，并形成风道。二、同步电机的基本结构(一)、隐极同步电机（卧式）1)、定子铁心：由0.5mm厚的硅钢片叠成，沿轴向分成好几叠，每叠3~6cm，叠与叠之间留有宽0.8~1cm的通风沟。1、定子：包括定子铁心、定子绕组、机座、端盖等。2)、励磁绕组：用扁铜线绕成同心式线圈，嵌放

4、在大齿两侧的转子槽中，并用非磁性硬铝槽楔压紧。3)、护环：为使励磁绕组可靠地固定在转子上，绕组端部还要套上用高强度非磁性钢锻成的护环。1)、转子铁心：一般用整块的导磁性好的高强度合金钢锻成，转子表面约2/3部分铣有轴向凹槽，用于嵌放励磁绕组，不铣槽的约1/3部分形成大齿，即磁极。2、转子：包括转子铁心、励磁绕组、护环、风扇等。2)、定子绕组：大、中容量凸极电机采用波绕组，小容量凸极电机采用叠绕组。3)、机座：固定和支撑定子铁心，并形成风道。因直径大，通常采用分瓣机座。(二)、凸极同步电机（卧式或立式）1)、定子铁心：由0.5mm厚硅钢片叠成，因直径大，一般采用

5、几片扇形硅钢片拼成一个圆形。1、定子：包括定子铁心、定子绕组、机座等。卧式：同步电动机、同步补偿机和用内燃机或冲击式水轮机拖动的同步发电机。立式：低速、大容量水轮发电机和大型水泵用同步电动机。3)、阻尼绕组：由插入磁极极靴槽中的铜条和两端的端环焊成一个闭合绕组。在发电机不对称运行时，起削弱负序旋转磁场，抑制转子机械振荡的作用。2)、转轴：用高强度钢锻成。因转速低，转子铁心与转轴分开锻造。1)、转子铁心：即磁极，采用T尾或鸠尾与磁轭连接，磁轭与转轴间用转子支架支撑着，转子支架固定在转轴上。2、转子：包括转子铁心、转轴、励磁绕组、阻尼绕组等。4)、推力轴承：悬式：

6、推力轴承装在转子上面的上机架上，整个转子悬吊着。机械稳定性好，但机组的轴向高度大，转速较高的电机(150r/min以上)采用。伞式：推力轴承装在转子下面的下机架上，整个转子被托架着。机械稳定性差，但机组的轴向高度小，转速较低的电机(125r/min以下)采用。定子上装有三相对称绕组互差120°电角度。转子上安放直流励磁绕组。ACBSN设转子顺时针旋转紫色为流入红色为流出ns三、同步发电机的工作原理+-集电环电刷当同步发电机被原动机拖动以同步转速旋转，转子励磁绕组通入直流励磁电流时，转子将产生主极磁动势及相应的主极磁场（包括在气隙中以同步转速旋转的主磁场和主极漏

7、磁场）。主磁场通过气隙并与定子绕组交链，在定子绕组中感应出三相交流电动势，若定子绕组带有负载，发电机将输出电功率。2、电动势的大小三相定子绕组对称，因此三相电动势大小相等，相位互差120°电角度。设Em为相电动势幅值，A相初相角为0°，则：1、电动势的波形若主磁场的气隙磁密沿圆周按正弦规律分布，则定子导体感应电动势随时间按正弦规律变化：当f=50Hz时，n=3000/p。汽轮发电机：p＝1――n=3000r/min；水轮发电机：例p＝30――n=100r/min。同步电机的转速与电网频率有严格不变关系，即当电网频率一定时，电机转速不变。3、电动势的频率若转子每

8、分钟转速为n，电动势频率为当p＝1，转