电机学课件--同步电机结构教学提纲.ppt

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1、电机学课件--同步电机结构第十六章同步发电机的基本电磁关系16-1同步电机的基本工作原理转子绕组通以直流电流形成分布磁场，匝链定子上的各相绕组。定子上嵌放有对称三相绕组a-x、b-y、c-zSNnIf同步电机的基本结构10/2006C.B.Zeng2同步电机与异步电机的根本区别是旋转的转子通入直流电流励磁转子通直流电流If励磁磁场Bf电枢感应电势随转子旋转角速度ωSNnea三相对称负载运行时旋转基波磁势三相对称电枢电流iabc(同步电机)ebecIf10/2006C.B.Zeng316-2同步电机的构造特点同步电机一般采用旋转磁极式结构，根据磁极形状可分为隐极和凸极两种型式。凸极同步电机

2、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，适合于高速旋转10/2006C.B.Zeng4国产300MW汽轮发电机10/2006C.B.Zeng51、汽轮发电机结构300MW水氢冷发电机结构10/2006C.B.Zeng6隐极同步电机结构实物图大型汽轮发电机定子铁心槽汽轮发电机完工后的定子10/2006C.B.Zeng71、汽轮发电机结构（1）定子铁心思考：定子铁心为什么要用0.5mm的硅钢片叠裝？10/2006C.B.Zeng81、汽轮发电机结构（2）定子绕组10/2006C.B.Zeng91、汽轮发电机结构10/2006C.B.Zeng1010/20

3、06C.B.Zeng1110/2006C.B.Zeng12汽轮发电机组10/2006C.B.Zeng132、水轮发电机结构(1)立式水轮发电机(2)卧式水轮发电机10/2006C.B.Zeng142、水轮发电机结构(3)灯泡贯流式水轮发电机10/2006C.B.Zeng15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10/2006C.B.Zeng1610/2006C.B.Zeng1710/2006C.B.Zeng1810/2006C.B.Zeng1910/2006C.B.Zeng20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

4、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。10/2006C.B.Zeng21同步电机的构造特点1、定子：铁心，绕组2、转子：凸极式隐极式3气隙：比异步电机大。气隙处于电枢内圆和转子磁极之间，气隙层的厚度和形状对电机内部磁场的分布和同步电机的性能有重大影响。10/2006C.B.Zeng2216-3同步电机的铭牌及额定值铭牌我国生产的汽轮发电机有QFQ、QFN、QFS等系列。前两个字母表示汽轮发电机；第三个字母表示冷却方式，Q表示氢外冷，N表示氢内冷，S表示双水内冷。系列：TS系列，T表示同步，S表示水轮。举例：QFS-300-2表示容量为300MW双水内冷

5、2极汽轮发电机。TSS1264/160-48表示双水内冷水轮发电机，定子外径为1264厘米，铁心长为160厘米，极数为48。同步电动机系列有TD、TDL等，TD表示同步电动机，后面的字母指出其主要用途。如TDG表示高速同步电动机；TDL表示立式同步电动机。同步补偿机为TT系列。10/2006C.B.Zeng23额定值一额定容量SN或功率PN：长期安全运行的最大允许输出功率。二额定电压UN：额定工况时，线电压三额定电流IN：额定工况时，线电流四fnfn=50Hz五nN额定运行时电机转速六额定功率因数（cosN）额定有功功率和视在功率的比值七额定效率N电机额定运行的效率10/2006C.

6、B.Zeng2416-4同步电机的空载运行一空载磁场1空载运行：同步发电机空载运行是指同步发电机被原动机拖动到同步转速，转子励磁绕组通入直流励磁电流而定子绕组开路时的运行工况。10/2006C.B.Zeng252空载磁场时气隙中的磁场仅有直流励磁电流产生的励磁磁场，称为空载磁场或主磁场。3主磁路(0的路径)主极铁心→气隙→电枢齿→电枢磁轭→电枢齿→气隙→另一主极铁心→转子磁轭。10/2006C.B.Zeng26凸极同步电机的空载磁势励磁绕组为集中绕组，磁势波为矩形波对于凸极发电机来说，由于定转子间的气隙沿整个电枢圆周分布不均匀，极面下气隙较小，磁阻较小；极间气隙较大，极间磁阻很大。同一

7、个极面下，气隙径向磁通密度的分布近似于平顶的帽形。极靴以外的气隙磁通密度减少很快，相邻两极中线上的磁通密度为零。气隙磁密用付立叶谐波分析分解出空间基波和一系列谐波。AXBCYz+A+A010/2006C.B.Zeng27感应电势的波形和大小与气隙磁密的分布形状及幅值大小紧密相关。在设计和制造电机时，应采取适当的措施，以获得尽可能接近正弦分布的气隙磁密，从而得到较高品质的感应电势。10/2006C.B.Zeng28二．空载特性1.空载