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1、金风1.5兆瓦机组发电机介绍 主讲：郭建同步发电机的基本工作原理和结构 同步发电机的转子上绕有励磁绕组，通以直流电 励磁，产生磁场，并由原动机带动旋转，使定子 三相对称绕组不断切割转子磁场而感应出三相交 流电动势。 同步发电机的基本工作原理和结构 （1）波形：由于感应电动势的波形主要取决于转 子磁场在气隙空间分布的波形，制造时使转子磁 极的磁场在气隙空间尽可能按正弦波分布，三相 绕组的Y形连接和采用短距、分布绕组，便得到 正弦波形的感应电动势；同步发电机的基本工作原理和结构 （2）大小：由于定子三相绕组对称，它们切割同 一个转子磁场，三相感应电动势也对称，大小均 为 同步发电机的基本工作原理和
2、结构 （3）相位差和相序：由于定子绕组在空间位置上 互差1200电角度，转子旋转磁场切割定子三相绕 组在时间上有先后顺序，定子的三相感应电动势 在时间相位上就互差1200电角度，如果将先切割 的一相定义为A相，则后切割的那两相就为B相和 C相，因此三相电动势的相序与转子转向一致， 其由转子转向决定；同步发电机的基本工作原理和结构 （4）频率：转子转过一对磁极，感应电动势就经 历一个周期的变化，若电机有p对磁极，转子以每 分钟n转旋转，则每分钟内电动势变化pn个周期 ，即频率为： 也就是当电机的磁极对数p 一定时，频率f和转速 n有严格不变的关系。 同步发电机的定子和异步电机的定子相同，即在 定
3、子铁心内圆均匀分布的槽内嵌放三相对称绕组 ，同步发电机的定子又称电枢，转子主要由磁极 铁心与励磁绕组组成。当励磁绕组通以直流电流 后，转子即建立恒定磁场。作为发电机，当原动 机拖动转子旋转时，其磁场切割定子绕组而产生 交流电动势，该电动势的频率为。如果同步发电 机接上负载，将有三相电流流过，同步发电机把 机械能转换成了电能。图1-1 同步发电机工作原理图 按运行方式可以分为：发电机、电动机和调相机 按结构型式分为：旋转电枢式和旋转磁极式 凸极式 旋转磁极式 隐极式 按原动机类别来分：汽轮发电机、水轮发电机和柴油发电 机 基本结构：定子和转子 定子由定子铁心、定子绕组、机座、端盖、挡风装置等部
4、件 转子由转子铁心、励磁绕组、护环、中心环、滑环及风扇 等部件组成。同步发电机的励磁方式 -有以下几种 、直流励磁机励磁、静止半导体励磁、旋转半导体励磁同步发电机的额定值、额定容量 或 额定功率指输出的额定视在功率或有功功率。单位： 或 。 、额定电压 指电机在额定运行时的三相定子绕组的线电压，单位 。 、额定电流 指电机在额定运行时的三相定子绕组的线电流，单位 、额定频率 、额定功率因数同步风力发电机把同步发电机应用到风力发电上，基本的有两种机械联接方式， 一种是仍通过变速齿轮箱，做成高速同步发电机；另一种是取消 变速齿轮箱，把风轮轴与发电机直联，并把发电机做成低速同步 发电机，这种发电机直
5、径很大，但轴向长度很短，像个大饼。无 论采用哪种机械联接方式，若发电机定子出线端直接接人工频电 网，则系统需要单独一套稳速装量；另一方面，同步发电机的并 网也不像感应发电机那样简单，需要一整套并网措施。当然也可 以采用同步发电机通过静止变流器向电网输送恒压恒功率的电能 。从能量转化角度出发，根据有关资料分析认为，由从可变的轴 转速风轮机驱动的笼型感应发电机获得并转化的能量比从以恒定 转速驱动的同步发电机获得并转化的能量大约多20%。 这里需要指出的是，采用电力电子变流变频设备连接发电机和电 网时，要注意电力电子变流变频器产生的谐波对电网的污染，这 种污染有时是十分严重的。在国内的风电场运行监测
6、中，曾一度 监测到高频谐波，且峰值很高，不得不引起运行、设计人员的注 意。金风1.5兆瓦风力发电机 金风科技1.5兆瓦机组所用发电机为六相88极永磁 同步发电机，额定功率1580KW发电机。由外方 设计，六相由互差30度电角度的两套三相绕组组 成，根据外方说明可以消除5，7次谐波。（从电 机控制的角度，两套绕组对称是比较好的设计。 ）定子电压: 690 V；额定转速: 17.3 rpm;极对数 : p=44；冷却方式: 被动风冷；防护等级: IP 23； 绝缘等级: F；预弯浸漆绕组；定子尺寸: D 5 m, L 1.5 m。金风1.5兆瓦风力发电机 输出电压应为考虑了系统运行要求的结果。这个
7、 电压属于低电压，对电气绝缘等要求低，可以降 低其他部分的成本。根据这个输出电压和输出功 率，可以计算得到输出电流为： 基本与660A一致。金风1.5兆瓦风力发电机 额定工作频率则根据额定工作转速和极对数计算 得到 功率因数则根据系统需要设计成1。实际电机的功 率因数不可能为1，但在增加了无功补偿电容后， 在额定负载情况下其功率因数基本为1。金风1.5兆瓦风力发电机 发电机转子结构件总成 性能简介：旋转运动部件，内部安装磁钢。定子铁芯线圈 静止，通过叶片旋转带动其运动，切割磁力线产生电流。磁钢 性能简介：粘贴在转子磁轭内部，产生磁场。铁芯线圈装配总成 性能简介：静止部件。通过叶片旋转带动其运动 ，切割磁力线产生电流。课程结束 谢谢！
