《电机学》课件同步电机.ppt

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1、概述电机学第6章6.1.1同步电机的结构型式一、汽轮同步电机的基本结构定子定子铁心：硅钢片叠成。机座：钢板焊接面成，有足够的强度和钢度。电枢绕组：三相对称绕组——铜线制成转子转子铁心：采用整块的含铬、镍和钼的合金钢锻成护环：保护励磁绕组受离心力时不甩出励磁绕组：铜线制成滑环：引励磁电流经电刷、滑环进入励磁绕组中心环：支持护环，阻止励磁绕组轴向移动同步电机的基本工作原理励磁绕组通入直流电流后建立恒定磁场，原动机拖动转子以转速n旋转时，其磁场切割定子绕组而感应交流电动势。波形：由e=Blv可知，波形取决于磁密的空间分布。频率：

2、f=pn/60大小：E=4.44fN1kw1Φ相序：由转子的转向决定同步电机的分类按运行方式，同步电机分发电机、电动机和调相机。按结构型式，同步电机分旋转电枢式和旋转磁极式。旋转磁极式同步电机按磁极形状，又分隐极式和凸极式两种。按原动机类别,同步电机分为汽轮发电机、水轮发电机和柴油发电机等。汽轮发电机一般作成隐极式，现代汽轮发电机均为2极，转速为3000转/分钟，水轮发电机采用凸极式，极数多，转速低。同步电动机、柴油发电机和调相机一般作成凸极式。按冷却介质和冷却方式分，有空外冷、氢冷、水内冷同步电机的型号型号发电机型号表示

3、该发电机的类型和特点QFQS-200-2表示定子绕组水内冷、转子绕组氢内冷、铁心氢冷的二极汽轮发电机，容量为200MW。ＴＳ854/210-40表示立式同步水轮发电机，定子铁心外径为854cm，定子铁心长度为210cm，有40个磁极。额定容量和额定功率指电机额定运行时，输出功率的保证值。同步发电机是指输出的额定视在功率或有功功率，单位是KVA或KW。电动机额定容量是指额定条件下转轴上输出的机械功率，单位是KW。调相机用KVA或Kvar表示。额定电压额定运行时加在三相定子绕组上的线电压。额定电流在额定运行状态下三相定子绕组的

4、线电流.额定值6.2同步发电机的运行原理同步发电机的电枢反应同步发电机的电动势方程和相量图；同步发电机的运行特性同步发电机的并列同步发电机的有功功率功角特性和静态稳定同步发电机的无功功率功角特性和Ｖ形曲线同步调相机和同步电动机同步发电机的空载运行同步发电机转子由原动机拖动到同步转速，转子绕组通以恒定的直流励磁电流，定子电枢绕组开路，这种运行状态，称为同步发电机的空载运行。励磁电流If单独建立的励磁磁动势Ff产生的主、漏通。主、漏磁通均随转子旋转，在气隙中形成旋转磁场。主磁通交链电枢绕组，在电枢绕组中感应电动势；漏磁通不交链

5、电枢绕组，不在电枢绕组中感应电动势，不参与定、转子之间的能量转换.空载特性空载时电磁关系：空载特性：空载电动势大小：空载特性曲线：气隙线电枢反应电机带上负载后，电枢磁动势的基波在气隙中使气隙磁通的大小及位置均发生变化,这种影响称为电枢反应.电枢反应的性质，取决于电枢磁动势基波和励磁磁动势基波之间的相对位置，即与空载电动势和电枢电流之间的夹角有关.励磁磁势和电枢磁势的区别由电流相序决定由原动机决定转向由磁极对数和电流频率决定由电流瞬时值决定恒定，由电枢电流决定正弦波电枢反应磁动势由原动机的转速决定由转子位置决定恒定，由励磁电

6、流决定正弦波励磁磁动势转速位置大小基波波形准备工作1.三个角1)内功率因数角是E0与F之间的时间相位角,与电机参数及负载有关.2)外功率因数角是U与F之间的时间相位角,与负载有关3)功率角(功角)是E0与U之间的时间相位角.三个角之间的关系为ψ=Φ+δ2.四个轴直轴(纵轴、d轴）：主磁极轴线位置。交轴（横轴、q轴）：与直轴成900电角度的位置。相轴：每相绕组的轴线位置。时轴：时间相量在其上投影可得到时间量的瞬时值。同步电机结构图AXZBCYNS1.ψ=0°时的电枢反应空载电动势E0和电枢电流Ia同相位.C轴q轴A轴B轴AB

7、CFf与Fa的夹角为ψ+90°电枢反应性质：交轴电枢反应2.ψ=90°时的电枢反应空载电动势E0超前电枢电流Ia90°Ff与Fa的夹角为ψ+90°电枢反应性质：直轴去磁电枢反应3.ψ=-90°时的电枢反应空载电动势E0滞后电枢电流Ia90°Ff与Fa的夹角为ψ+90°电枢反应性质：直轴助磁电枢反应4.0°＜ψ＜90°时的电枢反应空载电动势E0超前电枢电流ψFf与Fa的夹角为ψ+90°电枢反应性质：交轴电枢反应兼直轴去磁电枢反应4.0°＜ψ＜90°时的电枢反应此种情况下---直轴分量---交轴分量4.0°＜ψ＜90°时的电枢

8、反应此种情况下---直轴分量电流产生的合成磁动势---交轴分量电流产生的合成磁动势一般情况下的电枢反应（总结）位置q轴d轴d轴d、q轴d、q轴记作夹角电枢反应性质交轴直、去直、助交、直去交、直助对电机的影响下降下降下降不变不变波形畸变削弱削弱增强增强下降下降上升上升不变负载性质RLCR、LR、C电磁转矩