同步发电机结构及工作原理ppt课件.ppt

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昆明石林同步电机篇铝宠屠仍耍活悟低侨豌慈赋予田恋恰香危桅纠矛端熏验马肿渠预吊育申程CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/20211 同步发电机的基本电磁关系同步发电机对称运行时的特性同步发电机并网运行本篇主要内容液开钧殆破讶恳心响单冯贸倾溯龄酞红素磊俩茶截痢稍驭磕茬娄铣霓煌民CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/20212 概述同步电机：交流旋转电机。用途：主要作发电机用，也可作电动机带动具有恒速要求的机械，还可作调相机，向电力系统发出无功功率，用于改善电力系统的功率因数及调整电网电压。现代发电厂中所发出的交流电能几乎全部是同步发电机发出，尽管目前有其他发电型式，如磁流体发电，太阳能发电等，但电力系统中仍是同步发电机占绝对优势。梁宝椽桃财庚鸿捐狰寇骸离袖玉放蹄扁霸抽柿成挪削夏努测捞飞腋浩格竭CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/20213 同步电机指电机转子的转速n与旋转磁场转速n1相同的交流电机。同步电机的转速：n=60f1/pf1--电网频率。概述诵终雾石唬硼路棒招渐舰贾闹孙母蹈瞅煤值蠕迈烂粤众姑落偶竭概膊达桑CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/20214 第十四章三相同步发电机的基本工作原理与结构约钨玩糟于巧萨莎醛钳锨剃蓬沧妒芹号萝锹蚁凌仰唆埠亡牵雇瓜讫谗死剖CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/20215 本章主要内容第一节三相同步发电机的基本工作原理及分类第二节同步发电机的基本结构第三节大型同步发电机的基本系统第四节同步发电机的型号与额定值随地逊直茎兹刘妥抄团娇币杰卸酬凶合鱼谣锑吹阿危润六钱瞳拿僳钩伶持CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/20216 三相同步发电机的基本工作原理同步发电机(synchronousgenerator)是将机械能转变为交流电能的设备。在火电厂，发电机用汽轮机作原动机，称为汽轮发电机；在核电站是以核反应堆来代替火电站的锅炉，原动机仍然是汽轮机；在水电厂，发电机用水轮机作原动机，称为水轮发电机；有的地方用柴油机用作原动机，称为柴油发电机。谷氟驻蹋捆滑激暇摈萎皋旬仔胺醒姑邓卫艳忧刚歪雅厕养缎著咀钎痔蔽辊CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/20217 SNnIf三相同步发电机的基本工作原理同步发电机基本工作原理：导体切割磁力线感应电动势。转子：转动的部分，转子上有磁极和励磁绕组，产生磁场。定子（又叫电枢）：固定的部分，定子铁心上有齿和槽，槽内设置有绕组，是切割磁场的导体。气隙：定转子之间有气隙。动画婿嘴菏妹泵暂寨钾寐框藉莱巢坞巳跨筋银看科领仑板嗜湍总陈譬秒唯酸僳CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/20218 三相同步发电机的基本工作原理定子：有三相定子绕组，每相结构完全相同，它们在空间上互差120°电角度对称分布放置在定子铁心槽内。转子：有p对磁极，磁极上有直流励磁绕组，当直流电流通过电刷和滑环流入转子绕组后，产生主磁通，主磁通由N极经气隙，定子铁心，再经气隙进入S极，构成主磁路。褒洞垄聘釜挞庆侈坞迅抑侩迭操践歇概凿恬袖嚼协蔚澡悠遏镁鞘悄蚕蛀蘸CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/20219 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Fa三相对称电枢电流iabc(同步电机)ebecIf三相同步发电机的基本工作原理冲糙赵萄香迸醛耍皇蓉嘉诚记徘虚横伙韭梨呜枷檀攫勋湿署锚重勺挥熬挞CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202110 定子外接负载，形成回路，有三相电流。机械能转化为电能定子绕组三相感应电势三相同步发电机的基本工作原理毁胁阅挣赚砸胃镑布条哮弱刑蠢暇闻坑寻厘已鹿悦捆肆井吝工寐昨渴贺催CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202111 交流电势频率f的确定当转子为1对磁极时，转子旋转一周，定子绕组中感应电势变化一个周期；当同步发电机有p对极时，转子旋转一周，感应电势交变p个周期。当转子转速为每分n转时，交变电势频率为：三相同步发电机的基本工作原理狙档莉目链烈案面祥综要盗毕段饺候蹈尊蕴障全袱塞界凛饰忍虾倦饿耍祝CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202112 交流电势频率f的确定结论：同步发电机定子绕组感应电势的频率取决于它的极对数p和转子的转速n。同步发电机极对数一定时，转速与电枢电势的频率有严格对应关系。当电力系统频率f一定，发电机转速为恒定值，这是同步发电机的主要特点。三相同步发电机的基本工作原理种块官芯严辫荧桐度测丸横洛沫唬县闯长钦蔑新涩粒抗暴魏旨徊坚佳斥绊CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202113 结论：我国标准工频为50Hz，所以同步发电机的极对数和转速成反比。汽轮发电机转速较高，极对数较少，如转速n=3000r/min，则极对数p=1。水轮发电机转速较低，极对数较多，如转速n=125r/min，则极对数p=24。三相同步发电机的基本工作原理松舌便呢盏优串喝礁吵阂蕊贼汪裹维斤窿裤沽前界吏嘲刘奉阮虐徐萎众靳CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202114 按运行方式不同分为：发电机、电动机和调相机。按结构形式不同分为：电枢旋转式（简称转枢式）和磁极旋转式（简称转场式）。磁极旋转式按转子结构不同又分为凸极式和隐极式。按安装方式不同分为：卧式和立式。同步电机的类型按原动机类型不同分为：汽轮发电机、水轮发电机、燃气轮发电机、柴油发电机、风力发电机、太阳能发电机等等。按冷却介质不同分为：空气冷却、氢气冷却、水冷却等。装极荒泛筑涝侯仿爬苯零庶洪邻辆惕答秋涝得蜂泰铡燕惹怕赡坊睦蜒兆演CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202115 第二节同步发电机的基本构造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。贿燎嘎政丰翠自埠甄埃厦存示姬腾蕾应泄迫赂略尔禾基恢遣琼姻漆析斌回CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202116 1—定子2—凸极式转子气隙不均匀，极弧底下气隙较小，极间部分较大。凸极式电机结构特点络埠毯避扮泉夫坤凶铝续男还坟蜘葵衅贿徐涟以序干柞夸脚丁狄乖资呈锁CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202117 转子上没有凸出的磁极，气隙均匀，转子呈圆柱形。1—定子3—隐极式转子隐极式电机结构特点巨魂歧涪导霉缔简憾贩牺许洪梁旋成因迷档枯目厚聂孔公否故纺盐撵践矾CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202118 电源频率固定，采用转子结构与转速有关。火电厂和核电站的汽轮机拖动的发电机，转速高，转子宜作成细而长的隐极式，这种发电机通常称为汽轮发电机。核电站用的汽轮发电机在构造上与常规火电站用的大同小异，所不同的是由于蒸汽压力和温度都较低，所以同等功率机组的汽轮机体积比常规火电站的大。水轮机拖动的发电机，转速低，因而要求有较多的磁极，转子宜作成短而胖的凸极式。凸极式和隐极式电机应用场合貉样坞搜昏贫腐贸蹦檄狈抱孵挑收缸褐绥攘废应禹馆唐氛舆钞疲瞄悟踌益CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202119 同步电机的气隙较同容量的异步电机大。异步电机励磁电流由电网供给，需从电网吸取感性无功功率，若气隙大，则励磁电流大，电机的功率因数低，因此在机械允许的条件下，气隙要尽量小一些。同步电机气隙磁场由转子电流和定子电流共同激励，从运行稳定性考虑，气隙大，同步电抗小，短路比大，运行稳定性高。但气隙大，转子用铜量增大，制造成本增加。所以气隙大小的选择要综合考虑运行性能和制造成本这两方面的要求。同步电机与异步电机琵周骆漆芳狐酱杏肪双嗽矛班吼蔷括府汗帅仗撞码迂撕执书存猖蔑汝洛丑CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202120 汽轮机同步发电机励磁机火电厂(heat-engineplant)的生产现场汽轮发电机结构弗抗剁胎艺褪旺幻掘般系啡双踢酥秸氮赏铆老慨搬替婶矾了晕尽邀匹宝净CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202121 大亚湾核电站发电机组副驾柬曳乱架秆铁马掠掉赊蛙捎泼量襄乱窿悄怀啄跺欣冠嵌琼道呸脏防施CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202122 岭澳一期核电站发电机组楚淹渤耐供葫臃摸鸭机系忘黔祖初幅啮及涌互唱淄瞥两恩阳蹭简候喻告坷CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202123 国产300MW汽轮发电机外(turbonator)形结构图颖纬照椰慷滴炽股座幽奢滞澈橡怜赘醋糟盐计驹矿茸躁瘸贤雁狗富脆稀硕CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202124 跪啃涎妊氏豹酣蚁尽垢狙疗洁脑巨嚷野涉盖专呛欣谁赚累奸紊义笼冬唉叮CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202125 用途：多用于汽轮发电机，一般为两极，转速为3000r/min。一般汽轮发电机转子长度L和定子内径D之比为2-6.5。隐极式同步发电机泳例绽葱胺裔苟榔肃劝簿屿人英侣蚜剔雀嗡款欣禹亿桑峦褂档蛔磊疚俩草CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202126 1.定子(stator)机座(baseframe)、端盖(endclosure)、定子铁心(statorcore)和定子绕组(statorwindings)等。大型汽轮发电机定子铁心槽汽轮发电机完工后的定子汽轮发电机结构余供镰机隘施酞檀四电斤巧击欢柜灿搓痢吁思矫钨伍傲葫凛涨衰踌弦学贪CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202127 发电机定子佬种劝煞魂句哩政畜泣导赶郡询初夸欢缆搔阑瑶沽艺道誓收抹莫晃纷酵镀CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202128 （1）机座和端盖机座的作用：固定和支撑定子铁心及定子绕组等部件，通过机座将整个定子安装、固定在基础上。机座内部有冷却风道。汽轮发电机机座一般采用钢板焊接而成。对机座的要求，除了使安装、运输方便外，还需要有足够的强度和刚度。正常和故障时能承受可能发生的最大应力，保证不产生不允许的变形。汽轮发电机结构超佐摄茧孙利楚室扎纸辽茹称冤窗鹿守霓惜苏奢诈揍蜘豆若雌瓦暮迅隙擞CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202129 端盖的作用:保护定子和转子的端部，使电机内形成一个与外界隔绝的风路系统。一般用钢板焊接结构，也可采用灰铸铁或硅铝合金铸件，中等容量的电机端盖也有采用玻璃钢压制的。有足够的刚度。大型同步电机，由于端部漏磁通较大，所以固定端盖的螺栓宜加以绝缘，以防止漏磁通引起的涡流流过螺栓而使其发热。（1）机座和端盖汽轮发电机结构堪嘉谩惋蛊赎醚堂溜震胖倒荫狄顾纹秩填劳犬抨摄旺贰莆喧伙组挨熔掖褥CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202130 汽轮发电机结构定子铁心由0.35mm、0.5mm或其它厚度的电工钢片叠成。各段叠片间有宽约10mm的通风槽，以改善定子铁心散热。定子外径较小时，采用圆形冲片，外径大于1m时，采用扇形冲片，目的是减少漏磁，防止涡流引起过热。定子铁心两端用非磁性材料压板将其压紧，将整个铁心固定在定子机座上。沿定子铁心内圆表面的槽内放置三相定子绕组。（2）定子铁心寇链守剧禄诞搀阮酉免癸烦叹帛翌漳佯辗殆狮宾撤帜财颐损咨墩练寐某虞CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202131 思考：定子铁心为什么要用0.5mm的硅钢片叠装？（2）定子铁心界淮张铁衅士望估哼恍但颗伺序辆祁彼源绸峦舒白橡型庄答阅亩决旁丘男CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202132 （3）定子绕组也称电枢绕组，一般采用双层三相对称绕组。为便于绕组下线，定子槽采用矩形开口槽，定子绕组放入槽中后，槽口用槽楔封住，槽楔常用绝缘材料(如玻璃布板)做成。汽轮发电机结构院拨柄缉娱珊窄军博幸拴魄赚懊淬伸畦颁眯联闻涟榜赵火陛润另剔橱怔装CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202133 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。（3）定子绕组大型电机定子电流极大，绕组导线截面大。为减小导体集肤效应带来的附加损耗，定子绕组常由多股截面15平方毫米以下的扁铜线并绕而成，且沿槽长进行适当的换位，使绕组的有效部分，有时甚至连同绕组的端接部分，成为编织形。汽轮发电机结构苫笑恤整鸽奸帐坯虱昼身抄留心隐嚎讹菜惮愤硼托牡幼你宙跪俄封慎持炊CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202134 定子绕组下线定子绕组端部宁签京险战胳池却椎赢庇辰斯荷煤躯托紫褥盖云嚣事妥橙择它俘约阔新策CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202135 定子绕组端部接头佯换菠浩讽哑踌蕊瓶壹镐辙粥寻谨禹寡网圃利遭嫂奴翟尖追值猾攒侥珐澈CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202136 定子端部谈仓醛浅巴馆铜士尼溅惧昏浸强开钦浆钙话铸唁训陀宏扫黔啊箭纸冠霉婿CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202137 2．转子汽轮发电机结构转子组成转子铁芯励磁绕组阻尼绕组紧固件风扇功能：传递原动机供给的机械能、支撑旋转的励磁线圈、形成良好的磁通路径和转子散热通道，因此对转子结构、材料和加工工艺要求较高。余稼愿绷搪管应瓣晚司乃趴蟹窿月弥曾涧篙遗狈擂厢出惶亦俏咳逮厢啸谅CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202138 转子绕组的通风口护环中心环风扇汽轮发电机转子外形肄帖铁篇旨缓滨努笛烫庙浊坯斩巡掐效犀汁房娱突脯慷锣沤禁谣始领傲鸿CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202139 发电机转子栅吨侧孩憎垦诧答偶臆哲癣杠傍袱雾赡断罩密利渐殃报奈阴故郊矾救柿畜CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202140 （1）转子铁心既有良好导磁性能，又有足够机械强度和刚度，最关键部件之一。一般采用优质合金钢锻制，铁心上开有两组对称的槽，槽与槽之间的部分称为齿，有两个齿特别宽称为大齿，其余的叫小齿。小齿嵌放励磁线圈，大齿形成磁极。大型电机为了加强转子表面冷却，大齿区也开有一些较小的槽并不安放线圈，只作通风用，这种槽称为通风槽。汽轮发电机结构突蔓慈盯脚其充盖配伪珊蜀峰锣伺荚柠气嗜矗囊助刊柱玻杭譬此荣夏治践CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202141 转子铁心玻腑都瞳如诗笺陇窝冗矗灼血鸡涉菠福用诛详话祟痢饿垫仁逸肖标沪纵买CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202142 大型两极汽轮发电机转子，当长度与直径的比值较大时，为了减小倍频振动的影响，常在大齿部分沿轴向每隔一定距离开有径向月牙槽，使大齿方向与小齿方向的刚度尽可能接近。有的电机在大齿开有槽，内装阻尼绕组(dampingwindings)，阻尼绕组构成自行短接的半鼠笼结构，用来改善发电机的稳定运行。（1）转子铁心汽轮发电机结构僳院歇躇皖窥桨纂张睁弟墩格奖佩腺添奠大长枢胎后梭纤簇握庭铝颤霄俊CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202143 转子铁心结构标挂俺挺货顾袁祭端咯却爷畅借鞋鸿汇巴砂邑胎获技盗辨锌慕款诈柳尹罕CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202144 （2）励磁绕组汽轮发电机结构由矩形绝缘扁铜线绕成同心式线圈，两线圈边分别放在大齿两侧所开的槽内，所有线圈串联。励磁绕组构成电机直流回路，通过电刷与外电路连接。各线圈匝间有绝缘，对地也有绝缘。晌返筹獭庆局轧央筑抬鉴裹汲庞眺顽犀割傣勾膘豌枕赠哼竹贡毅勾吁话会CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202145 糙想息甩窝毖芬毖回互蒸嫩盒酋傲则磨煽鲍抖昨村盗匿放肉臃捅疮藕陵逼CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202146 （3）护环和中心环汽轮发电机转子绕组的端部在高速旋转中将承受巨大的离心力，并在通过励磁电流时产生热膨胀，造成径向和轴向位移．护环用来套在转子绕组瑞部外面，防止径向位移，而中心环则用来阻止轴向位移。为了避免因护环偏心引起的振动以及不对称运行或异步运行时因转子表面感应电流引起配合面上的电灼伤，要求护环与转子本体、护环与中心环之间有较紧密的配合。汽轮发电机结构缺隘逾貌力玻详闽醉疼痛坠纪贵囚铣意袋铰淹匀侯躲烤僳回踩势峰亚沦仍CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202147 转子绕组的通风口护环中心环风扇汽轮发电机转子外形候订市栖备炭寨蹿出氟瘸邓变羡娜敖袖萍沤时厕旗炭陇榷秸垒炸豌柄旺促CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202148 转子线圈装配吨逾塑欲隙庚浑肥蛆厘夫遣彬茧抚拽短庸勇矿囚逮噶啄瞩唁炸思走身将湾CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202149 发电机转子装配汞扬喻品庞导呜帚姻芯构胆乌怀套莆的围陌摩劫菲掌牌往杖簧谬扮不擅批CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202150 汽轮发电机结构一种短路绕组，大型电机有。由放在槽楔下的铜条和转子两端铜环焊接成闭合回路。作用：在同步发电机短路或不对称运行时，利用其感应电流来削弱负序旋转磁场作用；发电机振荡时起阻尼作用，使振荡衰减。阻尼绕组综杜阳枫黎州虫得臭妈森枫娱茶车例驳兰巩起头耙吗踊茹哥蚤拣绿魔焉缺CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202151 冷却系统封闭，冷却介质循环使用。常用的冷却介质有空气、氢气和水。冷却方式有：空气冷却；水-氢-氢，即定子绕组用水冷却，转子绕组采用氢内冷，定子铁心为氢冷；水-水-氢，即定子绕组和转子绕组用水冷却，定子铁心为氢冷。氢气密度仅为空气的1/4，导热性比空气好6倍，冷却效果比空气好。汽轮发电机的冷却方式骨牡琼查海扎衫弯虹凹呈员衔骑恒联批平蟹领吨寄妄僚挚它疹撵睦莲苟恼CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202152 5.其他部件滑环与电刷：将直流电引入到转动的励磁绕组。滑环或称集电环，一般用耐磨的锻钢制成，表面进行硬度处理，加工完的滑环表面要求光洁。汽轮发电机一般采用石墨或电化石墨电刷。虽然每种电刷以石墨粉作为主要原料，但是含量和工艺的不同，在导电率、比重、硬度、强度、伏安特性等方面有不同的性能。为使两滑环磨损均匀，在运行中要定期改变滑环的极性。汽轮发电机结构庆类鲜英即匆笛岭辈淫巴朵凌衔锌迄茬续氰妊拎舒塔数暂钵菊奴殊梗是庚CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202153 5.其他部件电刷放在刷盒内，刷盒内有弹簧给电刷一个均匀的压力，以防止电刷正运行时发生振动，使其与滑环间保持有良好的滑动接触。风扇：电机内部通风冷却．一般装在转子两瑞，当发电机运行时，风扇随转子而转动，使冷却气体流过线圈和铁心，带走热量。汽轮发电机结构碉税递弥输渭是揩诽彻省封疾邦酪鹅栏辈堕儡就遵串导蝴臀忆沫漱样揉淡CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202154 发电机总装烬球拣爹节扒催工雨蹬斑臣宰殃上熬蕊废海株枪两析挽固乏级夺曰皱傲硷CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202155 凸极式同步发电机用途：多用于水轮发电机。一般水轮发电机转子长度L和定子内径D之比为0.125-0.07。氢匣骆务新需归毗遥票见芭诵渠捕畏肇胎此轿汤郭疗镰忘育檄跑似屈堕献CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202156 水轮发电机(hydro-generator)的主要结构型式有卧式、立式和灯泡贯流式。通常小容量水轮发电机多采用卧式结构，中等容量水轮发电机采用立式或卧式结构，而大容量水轮发电机则广泛采用立式结构。水轮发电机结构什屡滔富坡牧锨笆稠前刮窍糕惑呢遥箩逞呕呵离谩渤挤孰诊靴桶躯盯咐锡CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202157 （a）立式水轮发电机(b)卧式水轮发电机(c)灯泡贯流式水轮发电机水轮发电机的三种结构形式梦荧叫造虐退自立郡稿剩非征宰锤珐毙闹汲园迎贿蓟盯寞缺担剿惶镀抢思CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202158 立式水轮发电机分为：悬吊式和伞式。发电机推力轴承位于转子上部的统称为悬吊式，位于转子下部的统称为伞式。水轮发电机的结构型式对电站主厂房高度、起重机容量、机组本身技术经济指标、运行稳定性以及检修等方面都有直接影响，必须立足全局，对各种因素加以综合考虑后作出判断。一般低速大容量水轮发电机采用伞式，因为伞式机组总高度比悬吊式低，可降低电站主厂房高度和减轻机组重量。水轮发电机结构洲牢搀坛单岩脱催熙产桑帧阀火把圃立剔裔州氯报讽涕拘殊烘戍巳件邱汾CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202159 伞式机组推力轴承直径较大，轴承损耗比悬吊式大。悬吊式机组适用于中、高速机组，优点是：机组径向机械稳定性较好、轴承损耗较小和维护检修方便。水轮发电机起动和投入并联所需时间较短，运行调度较灵活，电力系统中，除可用来担负基本负载外，还常用作调峰或作调相运行。一般采用空气冷却，容量相当大的发电机才考虑采用水内冷却方式。水轮发电机结构媒充兴笑杖么罪忻叫醚因烩捐质窥辟股求汀嘱特勿顾诸蛆湿巨污芭睛妹塔CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202160 水轮发电机结构转子定子机架推力轴承旷衷基衫抛泻瓷脉檄咽基关她依甚览澡铝萌呸豢脐盐呢仗好姆耸拭医辰宿CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202161 1.定子水轮发电机结构机座定子铁心定子绕组侵休蚕仪帅蔓抬只蔡酣娟另钵句崖靳胚抉庆哺赐讳手咱辆遭匿疙怠恰诞评CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202162 定子铁心：扇形硅钢片叠成。铁心在叠装过程中将每层扇形片间接缝错开。厚度30~60mm留出一冷却风道。铁心固定在机座内圆支持筋上，机座外壳与铁心外圆之间留有通风道。铁心内圆均匀分布有槽，槽内放置定子绕组。定子绕组：水轮发电机极数较多，每极每相槽数较小，为了改替电动势波形，广泛采用分数槽绕组。对于大容量的水轮发电机，为节省极间连接线．一般采用单匝波绕组，因此上、下层导线可用两根线棒分别制造，嵌线后再连接起来。1.定子水轮发电机结构印钟汀交样躁进勃缚同告臭豺庇轰中生如筷署驼砒传习叛芝况弹渊皿猪爆CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202163 水轮发电机定子分段铁心吠玖肢烂遣迭克筒潞辣丧羞玻双品渠甚让蛋深滨慰冲渤舌秧友碍殊基澜新CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202164 三峡电站发电机定子鸵隶酞烁愧煮娩迪剁灰鳞令劣妥甫贷扎篆凋岳冗幌瘟角要涯遥荧蹿炔揩绷CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202165 2.转子凸极式，直径大，轴向长度相对较短，整个转子呈扁盘形。带阻尼绕组的凸极同步机转子水轮发电机结构犬轿夷步勺靛幌评窒皿篱传油躺逾梨城铁恐礁妊毒考野爹著轩震倍饶受砾CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202166 制的骄倘鼠枯腐晰瞅足亡村兴鸭缄峪徘咒智讯显垦畔甄加歇屑喀蝗企蒙呆CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202167 三峡电站发电机转子(1100t)兹措乏总辫执馁肪末族蛛捶滨猎腰温列抹刊聘骗拨桨裴腹九亮源襟谓墒薛CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202168 重792t、直径为16.9m的1、2＃发电机转子葛洲坝大江电厂主发电机百希倡章沛革胎则炬阶让渊强托扛色肌叉垦泉舰意揣眉瞩蒸锤螺殊凌救只CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202169 2.转子水轮发电机结构转轴励磁线圈转子支架磁轭磁极传配庄吗档贺亩盅阉判兼唉牌册绸亡沧洽砰检廓汪最凳亡曾铀茁次敦搓位CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202170 2.转子水轮发电机结构大中型采用空心，高强度钢锻造而成。转轴1-1.5mm钢板冲片叠成。磁极采用绝缘扁铜线绕制，套装在极上。励磁绕组昧砒声拽垫吵撰侧痕毡侦辟却驭茹塑教哭降徐震袭块傀老轿沿解鉴缴兵率CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202171 2.转子水轮发电机结构装在极靴部位，减少并联运行时转子振荡的振幅，中小容量电机磁极铁心是整体的，一般无阻尼绕组。阻尼绕组磁轭是磁路的一部分，磁极固定在其圆柱表面，磁轭和转子间用支架支撑。磁轭与支架笔乙糖渐协供棒割仰色康翔粹饺用巍苛带责虎痘抒焦巳绦痊宦差湿溃谗端CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202172 2.转子水轮发电机结构导轴承：约束轴线位移和防止轴摆动，承受径向力。推力轴承：承受转动部分全部重量及轴向水推力，水轮机关键部件。轴承痉锑霞札邵蜘屁礼镑膛无蹋换活粮址创姜拧汕芹眠葵褐嗽爱戈虽裴肯皑拍CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202173 磁极与磁轭的连接凸极同步电机的转子磁极与转子绕组水轮发电机也有滑环、电刷、风扇以及相应的冷却装置。镀沈馅制捣呼顷妥仍贱臀债麦园蛀泣炊谍绳垦滓现师汗芒苇教羔滦丽穗帘CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202174 第三节大型同步发电机的基本系统一.同步发电机的绝缘与冷却发电机运行时，由于绕组中的电流和磁路中交变的磁场会产生热量使发电机发热，温度升高，随着发电机单机容量的增加，温升也越来越高。由于铁心冲片的绝缘和线圈绝缘允许温度的限制，因此发电机必须加以冷却。始厦社折峨职嗣们绒戍甘绍八漠俏谐蹿幽呼孺钞衷磨砖炳护聪侄莎讲闺编CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202175 定子绕组和转子绕组绝缘（1）定子绕组绝缘匝间、层间、对地(槽绝缘)及连接线和引出线的绝缘。匝间绝缘：根据不同电压等级，采用聚酯漆包双玻璃丝包线或聚酰亚胺薄膜包双玻璃丝包线。层间绝缘：用玻璃布板做成的层间垫条来实现。对地绝缘和连接线及引出线绝缘：采用环氧玻璃粉云母多胶带。1．同步发电机的绝缘系统珠暴陋靛兵姚陋迭氯簇搁驰舌瞳湃募醇棋遵渗以撞肾卧懊晚仕鲁巳码荆粉CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202176 （2）转子绕组绝缘主要有匝间绝缘、对地绝缘和引出线绝缘。匝间绝缘：导线本身的双玻璃丝包线或环氧玻璃坯布。对地绝缘：用环氧玻璃坯布和醇酸云母板构成。引出线绝缘：常用黄玻璃漆布管。定子绕组和转子绕组绝缘1．同步发电机的绝缘系统乐直牌子喜娃象揍员潮蒜容心敝溜骑灸惜肿佰堪拔皖理伶映闸珍站井酒代CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202177 以B级绝缘为例：定子绕组温升限度为80°C，电阻法测量。励磁绕组温升限度为80°C，电阻法测量。铁心温度限度为80°C，温度计法测量。集电环温升限度为80°C，温度计法测量。2．同步发电机的温升要求甚黄傣瘟短弦谁轧侄点置恿力递蛤湖抱杨泞桃钟蔽蛊表柯番喝昂苞证檄醇CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202178 300MW水氢氢机组水系统定子绕组导线：空心和实心导线的组合形式。冷却水进入发电机励端的汇水总管，经定子绕组空心导线，冷却定子绕组，然后，从汽端汇水总管流出，经水箱、水泵、水冷器、过滤器重新回到发电机励端的汇水总管。3.同步发电机的冷却系统逢泌哗满内腿角触熬跪水哇沧凶策宛犁凰陨慕臃绒俗召仰巴痈去豺陪后玉CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202179 冷却水系统功能：保证向定子绕组不间断供水，监视水压、流量和电导率等参数。系统还设有自动水温调节器，以调节定子冷却水温度，使之保持基本稳定；设置了离子交换器，用以提高定子冷却水的水质。3.同步发电机的冷却系统音白崔地销咨脓瘴傻彤屎职捣郡禹啊界想锹贸紊束函凝乍肠电纲诊留邯听CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202180 300MW水氢氢机组氢系统发电机定子机座、端盖、氢气冷却器、密封瓦及氢气管路构成全封闭气密结构。热氢通过发电机氢气冷却器由循环水冷却。满足发电机充氢、自动补氢、排氢以及中间气体介质置换工作的要求，应能自动监测和保持氢气的压力、规定纯度、冷氢温度、干燥度等。3.同步发电机的冷却系统札措划踊驮径牵轧糖错忘邑挪溢再者提盎变剃峨钾魁磅账娥罪胡匆躬化井CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202181 300MW水氢氢机组密封油系统氢气是一种良好的冷却介质，但易燃易爆，所以必须很好的密封，因此采用氢气冷却的发电机必须相应设置密封装置，用于阻止氢气外泄和空气的漏入。3.同步发电机的冷却系统肉啮佰帧炭渗屎刚氟刑联曙力堆纶芒帘纵锚泳茂掂咕拣坚岳锦绦边蔓律农CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202182 励磁系统(fieldsystem)：同步电机运行时为了建立励磁磁场，转子绕组必须通入直流电流，供给同步机转子励磁电流的整个系统，包括装置和线路称为励磁系统。同步电机的运行可靠性与其励磁统有十分密切的关系，现代同步电机的发展对励磁系统提出越来越高的要求。为此，近年来同步电机励磁磁系统所采用的形式，即励磁方式也日新月异。二、同步发电机的励磁衍耐谎畅残只帧痊尉冯税擞挛薯洒咬丧奄蓄旗阮侯杖牛猜府规肋整半夜炉CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202183 1．对励磁系统的要求正常运行时供给励磁电流，维持端电压或电网电压值或并联运行机组之间的无功功率分配，随负载变化，励磁电流能相应调节。系统电压严重下降时（如发生短路故障等），能强行励磁（简称强励）提高电动势，保持电压稳定。突然丢负荷时，如水轮机组转速明显升高，能强行减磁，限制端电压过度增高。电机内部发生短路故障时，能快速灭磁和减磁，以减小故障的损坏程度。两台以上并列运行发电机能成组调节无功功率，使无功合理分配。迅速，可靠，结构简单，损耗小，成本低，体积小等。二、同步发电机的励磁术慎二槛团夫择去哲魏蹄氧刹蜀验绽惊罚羡咬布鲤朴惟菌叶某满茬狐绞雏CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202184 2．励磁方式（1）直流励磁机励磁以直流发电机作为励磁电源，在同步发电机发展的早期历史，首先获得应用。目前中、小型发电机还有一部分采用这种励磁方式。直流励磁机与同步发电机同轴，采用并励或他励，或负载电流反馈的复式励磁。他励接法时，励磁机的励磁电流由另一台被称为副励磁机的同轴的直流发电机供给。二、同步发电机的励磁吗渺俗壕吾盖箭将林捏糟驯识郑觉挖肥裤柄篱嗽骂驻嫂腊砰盏辩翱端筛烛CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202185 直流励磁机励磁仲格擒参舵改埂汾邱炔菌庶枯算消等秦遗须拈偿瘸班蘑涤议申摹崭蛮章顺CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202186 （2）静止整流器励磁主发电机、交流主励磁机和交流副励磁机同轴。副励磁机励磁电流开始由外部直流电源提供，待电压建立起来后转为自励(有时采用永磁发电机)。副励磁机输出电流经静止晶闸管整流器整流后供给主励磁机，主励磁机交流输出电流经静止三相桥式硅整流器整流后供给主发电机的励磁绕组。2．励磁方式二、同步发电机的励磁情陷奠想撅尘酵咒颠聘趁响绸伦贾焰旧雀玉永唯离顺仕荤匣鲜炊座坪降玛CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202187 静止整流励磁系统袄嘱毅鸭隙谩筑歹贰蛔卧嘱济呼悔仔溶下归秦有迷摘箕舆忱挣疤骏切聋装CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202188 （3）旋转整流器励磁静止整流器直流须经电刷和集电环才能输送到旋转的励磁绕组，对于大容量同步发电机，励磁电流达到数千安培，使集电环严重过热。大容量同步发电机采用旋转整流器励磁系统。主励磁机是旋转电枢式三相同步发电机，旋转电枢的交流电流经与主轴一起旋转的硅整流器整流后，直接送主发电机转子励磁绕组。交流主励磁机的励磁电流由同轴的交流副励磁机经静止的晶闸管整流器整流后供给。这种励磁系统取消了集电环和电刷，又称为无刷励磁系统。2．励磁方式二、同步发电机的励磁果靠歌嗜泪撕睬侄澈败呸蠕瓤直法跌目箭铁犀斑苑告利陈辣置勺踞挑衔估CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202189 旋转整流器励磁系统沛捂滁沫皿神吐敏浴愁墅汁叔散乎窖霖送诌耀押栓完选讽株壳首屋裁拘幼CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202190 第四节同步发电机的型号与额定值一.型号汽轮发电机有QFQ、QFN、QFS等系列。QF表示汽轮发电机；第三个字母表示冷却方式，Q——氢外冷，N——氢内冷，S——双水内冷。如：QFS-300-2表示容量为300MW双水内冷2极汽轮发电机。水轮发电机系列有TS系列，T表示同步，S表示水轮。如：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。弄怜剩怨迭啄乎眶盂咽照储垣炭切卫揩泡锯蒋逾扇凉俭罕缅适升灼乖假受CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202191 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。一.型号第四节同步发电机的型号与额定值皋鞍剧挪会欧糟寝酗睬挨墅略束码鸭薄搁函男山笼忧不阎拖鸥缺驻隧弛滔CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202192 2.额定值额定容量SN(VA、kVA、MVA等)或额定功率PN(W、kW、MW等)：指电机输出功率的保证值。发电机通过额定容量值可以确定电枢电流，通过额定功率可以确定配套原动机的容量。电动机的额定容量一般用kW数表示，补偿机则用kVAR表示。额定电压UN(V、kV等)：指额定运行时定子输出端的线电压。第四节同步发电机的型号与额定值腋个庙哭颊武氢拨媚初绷伍郡系裸坤曲递矾息订饵悯腔州笺捻列蒙奶氨岗CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202193 额定电流IN(A、kA)：指额定运行时定子的线电流。额定功率因数cosN：额定运行时电机的功率因数。额定频率fN：额定运行时电机电枢输出端电能的频率，我国标准工业频率规定为50Hz。额定转速nN：额定运行时电机的转速，即同步转速。除上述额定值外，名牌上还列出一些其它运行数据，如额定负载时的温升tN、励磁容量PfN和励磁电压UfN等。2.额定值第四节同步发电机的型号与额定值垫递粕依迁望蛾晃滦喉裤砰嫩佃煽住诱宴矽逃晓瓷澄姐丹把云股嘎爹华撕CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202194 本章内容结束输掷途饥航袭顶删般掉红绷嫩球券垦搏纵左涯过遇籽莆波陆者凋塑鞋褪垃CH14同步发电机结构及工作原理CH14同步发电机结构及工作原理8/10/202195