电力系统自动装置第0章绪论(补讲)课件.ppt

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1、电力系统自动装置原理窦建中6014目录交流发电机原理1.旋转磁场交流发电机原理模型2.三相交流发电机原理模型3.汽轮发电机的构造4.变压器基础原理5.电力变压器的构造6.电机基本名词术语7.交流发电机原理GeneratorFundamentals发电机是根据电磁感应原理来发电的，发电机首先要有磁场，现在用一对磁铁来产生发电机的磁场，磁力线从北极到南极。在磁场内放入矩形线圈，线圈两端通向两个滑环，滑环通过电刷连接到输出线上，输出线端连有负载电阻。交流发电机原理交流发电机原理当线圈旋转时，根据电磁感应原理，线圈两端将会产生感应电动势，当磁场是均匀的，矩

2、形线圈作匀速旋转时，感应电势按正弦规律变化，在负载电阻上有正弦交流电通过。动画中绿色小球运动的方向表示感应电流的方向、运动的速度表示感应电流的大小。根据这种磁场固定，由线圈在磁场中旋转感生电势的原理制造的发电机称为旋转电枢式同步发电机。交流发电机原理交流发电机原理返回旋转磁场交流发电机原理模型PrincipleoftheRotatingMagneticFieldgenerator旋转磁场交流发电机原理模型在这个模型中磁场是不动的，线圈在磁场中旋转产生感应电势。在实际发电机中产生感应电势的线圈是不运动的，运动的是磁场。产生磁场的是一个可旋转的磁铁，两

3、端为南、北两磁极，是发电机的转子，线圈在磁铁外围，与磁铁转轴同一平面。当磁铁旋转时产生旋转磁场，线圈切割磁力线产生感应电动势。旋转磁场交流发电机原理模型由于空气的磁导率太低，在旋转磁铁的外围安上环型铁芯，也就是定子，可大大加强磁铁的磁感应强度。在定子铁芯的内圆有一对槽，线圈嵌装在槽内。为了看清线圈电流与转子的运动关系，把定子变成半透明的。当磁铁旋转时，线圈切割磁力线感生交流电流。旋转磁场交流发电机原理模型旋转磁场交流发电机原理模型真正发电机的转子是电磁铁，转子上绕有励磁线圈，通过滑环向励磁线圈供电来产生磁场。把定子与线圈安在转子外围，一个单相交流发

4、电机原理模型就组成了。旋转磁场交流发电机原理模型转子作匀速旋转时，线圈就感生交流电流，画面中绿色小球运动的方向表示感应电流的方向、运动的速度表示感应电流的大小。在这个模型中感生电压的频率与转子转速完全相同，感生的电压的变化与转子旋转完全对应，当转速为每秒50转（50r/s）或每分钟3000转（3000r/min）时，发出的交流电频率为50赫兹（Hz）。这种旋转磁场的发电机称为旋转磁极式同步发电机。旋转磁场交流发电机原理模型返回三相交流发电机原理模型PrincipleofThree-phaseGenerator三相交流发电机原理模型实际应用的都是三相

5、交流发电机，其定子铁芯的内圆均匀分布着6个槽，嵌装着三个相互间隔120度的同样线圈，分别称之为A相线圈、B相线圈、C相线圈。装上转子就组成了一台三相交流发电机原理模型。三相交流发电机原理模型画面中的三相交流发电机采用星形接法，三个线圈的公共点引出线是中性线，每个线圈的引出线是相线。三相交流发电机原理模型当转子匀速旋转时三个线圈顺序切割磁力线，都会感生交流电动势，其幅度与频率相同。由于三个线圈相互间隔120度，它们感应电势的相位也相差120度。在画面上有每根相线的输出电势波形。三相交流发电机原理模型这个模型的转子只有两个极，所以感生的电压频率与转子每

6、秒转速相同，是同步交流发电机，当转速为每分钟3000转（3000r/min）时，发出的三相交流电频率为50赫兹（Hz），这种两极的同步发电机广泛应用在燃煤电厂、燃气轮机电厂与核电厂，这些电厂使用转速为3000r/min的蒸汽轮机或燃气轮机带动同步发电机发电。三相交流发电机原理模型以上的原理模型电机的转子有2个磁极，定子有6个槽，实际的三相交流发电机定子铁芯上有多个槽，其槽数为极数的3n倍（n=1,2,3,……），称为整数槽；还有不成整数关系的称为分数槽。多个三相绕组按规律均匀的分布在槽中。三相交流发电机原理模型返回汽轮发电机的构造SteamTurb

7、ineGeneratorStructure汽轮发电机的构造汽轮发电机的构造，发电机主要由转子与定子组成。汽轮发电机是同步发电机，由于汽轮机的转速很高，故汽轮发电机的转子只有一对磁极，在额定转速每分钟3000转时输出50赫兹的三相交流电。汽轮发电机的构造由于大型汽轮发电机转速高，转子磁极表面线速度达150m/s以上，离心力很大，故转子做成细长型。转子圆周上没有凸出的磁极（不像原理模型中的转子），转子铁芯是一个在圆周上开有一些槽的圆柱，在圆周两侧各有一段槽距大的面称为大齿，就是磁极（图1所示），称之为隐极式转子。在槽中嵌有励磁绕组，隐极式转子将励磁绕组

8、分成多个线圈，便于安装与加固。汽轮发电机的构造励磁绕组两端通过集电环（滑环）接到励磁电源，在转子圆周两侧就形成北极与南极，