《电机学课件：同步发电机介绍和基本类型》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电机学课件：同步发电机介绍和基本类型（26页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、陈彬强陈彬强陈彬强陈彬强 厦门大学厦门大学厦门大学厦门大学 智能装备与技术研究所智能装备与技术研究所智能装备与技术研究所智能装备与技术研究所交流电机交流电机Alternative Current Electric MachineAlternative Current Electric Machine教学要求：教学要求： 1.1.1.1.了解同步发电机的基本类型了解同步发电机的基本类型了解同步发电机的基本类型了解同步发电机的基本类型 2 2 2 2熟悉同步发电机的基本结构熟悉同步发电机的基本结构熟悉同步发电机的基本结构熟悉同步发电机的基本结构 3. 3. 3. 3. 掌握同步发电机掌握同步发电机
2、掌握同步发电机掌握同步发电机的额定值的额定值的额定值的额定值 4. 4. 4. 4. 同步发电机的励磁和定子绕组安装方式同步发电机的励磁和定子绕组安装方式同步发电机的励磁和定子绕组安装方式同步发电机的励磁和定子绕组安装方式第第3 3篇篇 同步发电机的基本类型与结构同步发电机的基本类型与结构第一节第一节 同步电机的用途同步电机的用途u同步电机用作同步电机用作发电机发电机运行，把机械能转化成电能，向运行，把机械能转化成电能，向电网发出交流电能，是同步电机最主要的运行方式；电网发出交流电能，是同步电机最主要的运行方式；u同步电动机同步电动机通过调节励磁电流来改善电网的功率因数。通过调节励磁电流来改善
3、电网的功率因数。在不要求调速的场合，应用大型同步电动机可以提高运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。行效率。u同步补偿机同步补偿机实际是一台接在交流电网上空载的同步电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。善电网功率因数或者调节电网电压的目的。第二节第二节 同步电机基本类型与结构同步电机基本类型与结构 同步电机在定子上放置电枢绕组，转子上装有磁极，磁同
4、步电机在定子上放置电枢绕组，转子上装有磁极，磁极上有励磁绕组。励磁绕组中通入直流电流，电枢绕组极上有励磁绕组。励磁绕组中通入直流电流，电枢绕组中流过交流电流中流过交流电流 。当电机极对数一定时，转子转速和电。当电机极对数一定时，转子转速和电流频率流频率 f 有严格的关系，即有严格的关系，即n=n1称为同步发电机。称为同步发电机。一、基本类型一、基本类型1 1、用途：发电机、电动机、调相机（补偿机）、用途：发电机、电动机、调相机（补偿机）2 2、转子结构：凸极式、转子结构：凸极式（Salient-Pole)、隐极式、隐极式(Non-Salient Pole)3 3、按原动机类型：汽轮发电机、按原
5、动机类型：汽轮发电机(Turbe Generator)、水轮、水轮发电机发电机（Hydroelectric Generator) 。二、基本结构二、基本结构 1、 汽轮发电机 无明显凸出的磁极，沿着转子本体圆周表面上，开有许多槽，这些槽中嵌放着励磁绕组。在转子表面约1/3部分没有开槽，构成所谓大齿，是磁极的中心区。励磁绕组通入励磁电流后，沿转子圆周也会出现 N 极和 S 极。一般汽轮发电机都作成一对磁极，转子上只有两个大齿，在齿上形成N、S极。 中大型发电机的转子上一般都放置有专门的阻尼绕组。为了减小转子本体及转子上的各部件所承受的巨大离心力，大型汽轮发电机都做成细长的隐极式圆柱体转子。 汽轮
6、发电机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。转子铁心表面圆周上铣有许多槽，励磁绕组嵌放在这些槽内。励磁绕组为同心式绕组。定子铁心定子铁心定子绕组端部定子绕组端部汽轮发电机转子结构汽轮发电机转子结构 2、 水轮发电机 水轮发电机的转速较低，转子都制成凸极式。转子上有明显凸出的磁极和励磁线圈，当励磁线
7、圈中通过直流励磁电流后，每个磁极就出现一定的极性，相邻磁极交替为 N 极和 S 极。磁极的极靴上还装有阻尼绕组，两端用铜环焊在一起，自己形成一个短接回路。d轴轴d轴轴 q轴发电机的极数就比较多，做成凸极式结构工艺上较为简单。另外，中小型同步电机多半也做成凸极式。d 轴轴（Direct axis) 主磁极的中主磁极的中心线心线 （直轴）；（直轴）；q 轴轴（Quadrature）（）（交轴交轴 ） 水轮发电机的特点：极数多，直径大，轴向长度短，水轮发电机的特点：极数多，直径大，轴向长度短，凸极式转子。大多数水轮发电机为立式。定子铁心由扇凸极式转子。大多数水轮发电机为立式。定子铁心由扇形电工钢片拼
8、装叠成。为了散热的需要，定子铁心中留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。转子磁极由厚度为有径向通风沟。转子磁极由厚度为1 12mm2mm的钢片叠成。的钢片叠成。有些发电机磁极的极靴上开有些发电机磁极的极靴上开有一些槽，槽内放上铜条，有一些槽，槽内放上铜条，并用端环将所有铜条连在一并用端环将所有铜条连在一起构成阻尼绕组，其作用是起构成阻尼绕组，其作用是用来拟制短路电流和减弱电用来拟制短路电流和减弱电机振荡，在电动机中作为起机振荡，在电动机中作为起动绕组用。磁极与磁极轭部动绕组用。磁极与磁极轭部采用采用T T形或鸽尾形连接。形或鸽尾形连接。(1)(1)立式水轮发电机立式水
9、轮发电机(2)(2)卧式水轮发电机卧式水轮发电机(3) 灯灯泡贯流式水轮发电机泡贯流式水轮发电机(4)(4)转子结构转子结构10000kW水轮机转子三、额定值三、额定值1 1、额定功率、额定功率 (kW) (kW) 输出的额定功率输出的额定功率 发电机：电功率；发电机：电功率； 电动机：机械功率电动机：机械功率2 2、 额定电压额定电压(V)(V)：定子绕组额定线电压：定子绕组额定线电压3 3、 额定电流额定电流(A)(A)：定子绕组额定线电流：定子绕组额定线电流4 4、 额定转速额定转速 (r/min)(r/min)： 5 5、 额定功率因数：额定工况下发电机的功率因数额定功率因数：额定工况
10、下发电机的功率因数6 6、 励磁电压（励磁电压（V V）和励磁电流）和励磁电流(A)(A)7 7、 额定温升额定温升( )( )四、同步发电机的励磁和定子四、同步发电机的励磁和定子绕组安装方式绕组安装方式定子铁心：构成磁路、嵌放绕组定子铁心：构成磁路、嵌放绕组定子铁心：构成磁路、嵌放绕组定子铁心：构成磁路、嵌放绕组20三相交流同步电机的定子部分三相交流同步电机的定子部分特点特点定子三相绕组只作定子三相绕组只作Y Y联接联接定子绕组：三相对称绕组（分布绕组），输出三相定子绕组：三相对称绕组（分布绕组），输出三相交流电压交流电压机座，接线盒，等机座，接线盒，等构成构成U1U2V1V2W1W2L1L
11、1L2L2L3L3同步发电机定子的三相绕组同步发电机定子的三相绕组L1L2L3N隐极式：极对数较少，适用于高速（汽轮原动机等）隐极式：极对数较少，适用于高速（汽轮原动机等）隐极式：极对数较少，适用于高速（汽轮原动机等）隐极式：极对数较少，适用于高速（汽轮原动机等）2222三相交流同步电机的基本结构三相交流同步电机的基本结构转子部分转子部分在外加直流励磁电流作用下，产生转子磁场在外加直流励磁电流作用下，产生转子磁场作用作用分类分类凸极式：极对数较多，适用于低速（水轮、低中速柴油机等）凸极式：极对数较多，适用于低速（水轮、低中速柴油机等）构成构成转子铁心，励磁绕组，转轴，滑环等转子铁心，励磁绕组，转轴，滑环等10000kW10000kW水轮机转子水轮机转子三相交流同步电机的转子三相交流同步电机的转子凸极式转子凸极式转子三相交流同步电机的转子三相交流同步电机的转子隐极式转子隐极式转子转轴转轴滑环滑环碳刷碳刷直流励磁电压通直流励磁电压通过碳刷与滑环的过碳刷与滑环的滑动接触，接入滑动接触，接入转子励磁绕组转子励磁绕组三相交流同步电机的转子三相交流同步电机的转子同步发电机的电刷直流电动机电刷对比同步发电机的电刷直流电动机电刷对比直流电动机直流电动机转子上电转子上电刷刷同步发电机同步发电机转子上电转子上电刷刷
