第九章同步电机的对称运行原理

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同步发电机基本工作原理及运行特性

同步发电机基本工作原理及运行特性一、基本工作原理及结构同步发电机是利用电磁感应原理，将机械能转变为电能的装置。

所谓电磁感应就是导体切割磁力线的能产生感应电势，将导体连接成闭合回路，就有电流通过的现象。

导体镶嵌在铁芯的槽里，铁芯是固定不动的称为定于（静子）。

磁极是转动的，称为转子。

它是由励磁绕组和铁芯组成的。

励磁绕组通过滑环与外部励磁回路相连，定子和转子是发电机的基本组成部分。

那么，三相交流电是如何产生的呢？直流电通入转子绕组后，就产生了稳恒的磁场，沿定于铁芯内圆，每相隔120度，分别安放三相绕组A－X、B－Y、C－Z。

当转子被汽轮机拖动以3000r/min旋转时，定子绕组便切割磁力线，产生感应电势，感应电势的方向可由右手定则来确定。

由于转子产生的磁场是旋转磁场，所以定子绕组切割磁力线的方向不断变化，在其中感应的电势方向就不断变化，因而形成交变电势即交流电势。

交流电势的额定频率为f，它决定于发电机的极对数P和转速n，其计算公式为:f=np/60HZ，我国规定交流电的频率为50HZ。

即：p=1，n=3000r/min交流电势的相位关系：转子以3000r/min的转速不停地旋转A、B、C三相绕组先后切割转子磁场的磁力线，所以三相绕组中电势的相位是不同的，因为定子绕组在安放时，空间角度相差120°相序为A－B－C。

何为同步呢？当发电机并列带负荷后，三相绕组中的定子电流（电枢电流）将合成一个旋转磁场，交流磁场与转子同速度，同方向旋转，这就是同步。

二、同步发电机的运行特性同步发电机的运行特性，一般是指发电机的空载特性、短路特性、负载特性、外特性和调整特性等五种。

其中，外特性和调整特性是主要的运行特性，根据这些特性，运行人员可以判断发电机的运行状态是否正常，以便及时调整，保证高质量安全发电。

而空载特性、短路特性、负载特性则是检验发电机基本性能的特性，用于测量，计算发电机的各项基本参数。

1、外特性所谓外特性，就是励磁电流、转速、功率因数为常数的条件下，负荷变化时发电机端电压U的变化曲线。

同步电机的工作原理及结构特点

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6.1 同步电机的工作原理及结构特点
同步电机的工作原理同步电机的结构形式同步电机的励磁方式同步电机的冷却方式同步电机的额定值
一、同步电机的工作原理
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
ea
N
If
n
S
ec
eb
转子通直流电流 If
励磁磁场Bf
额定励磁电压UfN(V)
11 醉翁亭记
1．反复朗读并背诵课文，培养文言语感。
2．结合注释疏通文义，了解文本内容，掌握文本写作思路。
3．把握文章的艺术特色，理解虚词在文中的作用。
4．体会作者的思想感情，理解作者的政治理想。一、导入新课范仲淹因参与改革被贬，于庆历六年写下《岳阳楼记》，寄托自己“先天下之忧而忧，后天下之乐而乐”的政治理想。实际上，这次改革，受到
仙也。名之者/谁？太守/自谓也。太守与客来饮/于此，饮少/辄醉，而/年又最高，故/自号曰/醉翁也。醉翁之意/不在酒，在乎/山水之间也。山水之乐，得之心/而寓之酒也。节奏划分思考“山行/六七里”为什
么不能划分为“山/行六七里”？
明确：“山行”意指“沿着山路走”，“山行”是个状中短语，不能将其割裂。“望之/蔚然而深秀者”为什么不能划分为“望之蔚然/而深秀者”？明确：“蔚然而深秀”是两个并列的词，不宜割裂，“望
贬谪的除了范仲淹和滕子京之外，还有范仲淹改革的另一位支持者——北宋大文学家、史学家欧阳修。他于庆历五年被贬谪到滁州，也就是今天的安徽省滁州市。也是在此期间，欧阳修在滁州留下了不逊于
《岳阳楼记》的千古名篇——《醉翁亭记》。接下来就让我们一起来学习这篇课文吧！【教学提示】结合前文教学，有利于学生把握本文写作背景，进而加深学生对作品含义的理解。二、教学新课目标导学

同步电机原理

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(4) 按安装方式的不同：
卧式、立式。 (5) 按原动机的不同：
汽轮发电机、水轮发电机。
汽发励轮电磁机机机
励磁机
发电机水轮机
安装结构
立式
低速、大型大转子直径
卧式
中小型电动机调相机高速小转子直径支撑：悬式、伞式
同步发电机的悬式和伞式结构
水轮发电机组转动部分的能量和水流的推力，总计可达数千吨，全部由推力轴承支撑，因此推力轴承十分关键。按照推力轴承的位置：
发电机电
S
N
机
的
n0
No
Te 0
三
So
种
补偿机运
S
N
行
n0
Te
No
状
态
So 电动机
1.9 同步电机的应用
小浪底电站水轮机组安装
三峡电站首台机组安装
水力发电
火力发电厂
火力发电
电能输出
超热高压蒸汽
3 600 r/min
燃
升压变
烧
压器
室
发电机
汽轮机
燃料
锅炉的炉膛
循环水
电能的产生
同步电机的冷却方式主要有以下几种
空气冷却氢气冷却水冷却超导发电机
在中、小型电机中，都采用空气作为冷却介质。当电机的容量很大时，损耗及发热量迅速增加，必须加强通风或采用其他的冷却方式。
1）大型汽轮发电机往往用氢气冷却，但氢气与空气混合后有爆炸危险，须保证外界空气不会渗入电机内部。
凸极同步电机气隙不均匀合于高速旋转
①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
汽轮发电机转子加工

同步电机原理简述

同步电机原理简述(转载)结构模型◆同步发电机和其它类型的旋转电机一样，由固定的定子和可旋转的转子两大部分组成。

一般分为转场式同步电机和转枢式同步电机。

◆图15.1给出了最常用的转场式同步发电机的结构模型，其定子铁心的内圆均匀分布着定子槽，槽内嵌放着按一定规律排列的三相对称交流绕组。

这种同步电机的定子又称为电枢，定子铁心和绕组又称为电枢铁心和电枢绕组。

◆转子铁心上装有制成一定形状的成对磁极，磁极上绕有励磁绕组，通以直流电流时，将会在电机的气隙中形成极性相间的分布磁场，称为励磁磁场(也称主磁场、转子磁场)。

◆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。

◆除了转场式同步电机外,还有转枢式同步电机，其磁极安装于定子上，而交流绕组分布于转子表面的槽内，这种同步电机的转子充当了电枢。

图中用AX、BY、CZ三个在空间错开120电角度分布的线圈代表三相对称交流绕组。

工作原理◆主磁场的建立：励磁绕组通以直流励磁电流，建立极性相间的励磁磁场，即建立起主磁场。

◆载流导体：三相对称的电枢绕组充当功率绕组，成为感应电势或者感应电流的载体。

◆切割运动：原动机拖动转子旋转（给电机输入机械能），极性相间的励磁磁场随轴一起旋转并顺次切割定子各相绕组（相当于绕组的导体反向切割励磁磁场）。

◆交变电势的产生：由于电枢绕组与主磁场之间的相对切割运动，电枢绕组中将会感应出大小和方向按周期性变化的三相对称交变电势。

通过引出线，即可提供交流电源。

◆感应电势有效值：由第11章可知，每相感应电势的有效值为(15.1)◆感应电势频率：感应电势的频率决定于同步电机的转速n 和极对数p ，即(15.2)◆交变性与对称性：由于旋转磁场极性相间，使得感应电势的极性交变；由于电枢绕组的对称性，保证了感应电势的三相对称性。

同步转速◆同步转速从供电品质考虑，由众多同步发电机并联构成的交流电网的频率应该是一个不变的值，这就要求发电机的频率应该和电网的频率一致。

同步电机的对称运行原理

实验验证的结果与结论
结果分析
根据实验数据，分析同步电机在各种条件下的运行情况，评估对称运行原理的适用性和效果。
结论总结
总结实验验证的结果，得出对称运行原理的正确性和适用范围，为实际应用提供依据和指导。
THANKS
谢谢
同步电机的对称运行原理
目录
行原理 • 对称运行的稳定性分析 • 同步电机对称运行的实验验证
01
CHAPTER
同步电机概述
同步电机的定义与特点
总结词
同步电机是一种能将直流电能转换为交流电能的旋转电机，具有稳定转速和输出电压的特点。
对称运行的稳定性影响因素
电机参数
电机的电阻、电感等参数对对称运行的稳定性有重要影响。
电源特性
电源的电压、频率等特性对同步电机的对称运行稳定性有直接影响。
负载情况
负载的大小和性质对同步电机的对称运行稳定性也有影响。
提高对称运行稳定性的措施
01
02
03
优化电机设计
通过优化电机的设计参数，提高对称运行的稳定性。
详细描述
同步电机是一种旋转电机，其工作原理基于电磁感应定律和安培环路定律。它通过转子在磁场中旋转，产生感应电动势，从而将直流电能转换为交流电能。同步电机具有稳定的转速和输出电压，能够满足各种应用场景的需求。
同步电机的工作原理
总结词
同步电机的工作原理基于电磁感应定律和安培环路定律，通过转子的旋转产生感应电动势，从而将直流电能转换为交流电能。
02
CHAPTER
对称运行原理
对称运行的定义与特点
总结词
对称运行是指电机在正常运行时，其定子电流、转子电流、气隙磁场等物理量均呈现对称状态的运行方式。

同步发电机的运行原理

对于隐极电机，由于气隙是均匀的，故 Xd=Xq=Xt
Xa（隐）>Xad（凸）>Xaq（凸）
二、凸极同步发电机
3、相量图以发电机端电压为参考相量，作带阻感负载
的相量图如下：
E0 U cos( ) Id xd U cos Ixd sin
tan Ixq U sin U cos
二、凸极同步发电机
一、隐极同步发电机
由于电枢绕组的电阻ra很小，可以忽略不计，则隐极同步发电机的电动势平衡方程式可写成：
一、隐极同步发电机
3、等效电路和相量图
根据隐极同步发电机的电动势平衡方程式（忽略电枢电阻）可做出如下隐极同步发电机的等效电路图： Xt
•
I
•
U
一、隐极同步发电机
以发电机端电压为参考相量，作带阻感负载的相量图如下：
三、电枢反应
3、ψ=-90° 时的电枢反应
F
d轴 B0 ( 0 )
1
Ff
Fa ( Fad )
I
时空矢量图 E0
三、电枢反应
3、ψ=-90° 时的电枢反应
• 直轴增磁电枢反应。 • 电磁力f1在转子上不产生的电磁转矩。 • 合成磁动势Fδ增大，使发电机的端电压上升。 • 要想保持发电机的端电压不变，需减小发电
负载运行时，同步电机内的主磁场由励磁磁动势和电枢磁动势共同建立。
三、电枢反应
空载：气隙磁动势 F Ff 负载：气隙磁动势 F Ff Fa 同步发电机对称负载时，电枢磁动势Fa
对励磁磁动势Ff的影响，称为电枢反应。
三、电枢反应
两种磁动势性质比较：
励磁磁动势
基波波形
大小
正弦波
恒定，由励磁电流决定

同步发电机的工作原理

同步发电机的工作原理
同步发电机是一种常用于发电的电机，其工作原理基于电磁感应和电流激励的相互作用。

首先，同步发电机的转子由直流激励线圈和交流绕组组成。

直流激励线圈通过外部直流电源提供直流电流，形成一个磁场。

交流绕组则与电网相连，接受电网中的电压。

当同步发电机的转子旋转时，直流激励线圈产生的磁场也随之旋转。

这个旋转的磁场将与交流绕组中的电流相互作用，产生电磁感应力。

根据法拉第电磁感应定律，电磁感应力会导致交流绕组中的电流发生变化。

这个电流变化又会产生额外的磁场，与直流激励线圈产生的磁场叠加在一起。

如果两者的磁场方向一致，它们将相互增强，使得感应力增大。

反之，如果磁场方向相反，它们将相互抵消，使得感应力减小。

当感应力达到一个平衡时，同步发电机的转速将与电网的频率完全同步。

这是因为电网的频率是固定的，而同步发电机的旋转速度取决于直流激励线圈提供的直流电源电流。

因此，在感应力的作用下，同步发电机的转子将转向与电网频率相同的速度。

最后，同步发电机通过交流绕组将同步旋转的磁场转化为交流电能，输出给电网。

这样，同步发电机就实现了将机械能转化为电能的功能。

总结起来，同步发电机的工作原理是通过电磁感应力和电流激励的相互作用，使得转子转速与电网频率同步，并将机械能转化为电能输出到电网中。

电机学同步电机部分知识点总结

隐极机一般用汽轮机拖动，凸极机用水轮机拖动。
二、对称负载时的电枢反应
1. 同步电机空载时，气隙磁场就是由励磁磁动势所产生的同步旋转的主磁场，在定子绕组中只感应有空载电动势，因为定子电流为 0，所以端电压就等于空载电动势。带上对称负载以后，定子绕组流过负载电流时，电枢绕组就会产生电枢磁动势以及相应的电枢磁场，若仅考虑其基波，则它与转子同向、同速旋转，它的存在使空气隙磁动势分布发生变化，从而使空气隙磁场以及绕组中的感应电动势发生变化，这种现象称为电枢反应。
因此，与之对应有直轴电枢反应电抗和交轴电枢反应电抗，再把电枢反应电抗与漏抗相加，可得直轴同步电抗和交轴同步电抗。
四、同步发电机的参数及测定 1.不饱和同步电抗和饱和同步电抗：不饱和同步电抗的数值要比饱和同步电抗的数值大得多。（因为饱和时，磁阻大，电抗就小）（有一规律：气隙大，磁阻就大，电抗就小） 2.漏抗的测定和保梯电抗（电抗三角形）（1）负载特性：当电枢电流及功率因数均为常数时，端电压与励磁电流之间的关系曲线 U=f(If)称为负载特性。
同步电机的基本原理和运行特性
一、同步电机（电机转子的转速和旋转磁场转速相同）的结构
转子上装有磁极和励磁绕组。当励磁绕组通以直流电流后，电机内就产生转子磁场。同步电机的磁极通常装在转子上，而电枢绕组放在定子上，通常称为旋转磁极式电机。
旋转磁极式同步电机的转子有隐极和凸极两种结构，隐极电机的气隙均匀，凸极电机的气隙不均匀（极弧下较小，而极间较大）。
6. 由内功率因数角判断同步电机的运行方式。
三、隐极+凸极同步发电机的分析方法
1.电枢反应电抗的物理意义：电枢反应磁场在定子每相绕组中所感应的电枢反应电动势，可以把它看作相电流所产生的一个电抗电压降，这个电抗便是电枢反应电抗。 2.同步电抗： = + ,包含两部分，一部分对应于定子绕组的漏磁通，另一部分对应于定子电流所产生的电枢反应磁通。在实用上，我们通常不把它们分开，而是把 + 当作一个同步电抗来处理。

同步电机的对称运行原理

02
对称运行是同步电机的一种理想运行状态，可以使得电机运行更加稳定、效率更高，同时减小对电网的谐波干扰。
对称运行的数学模型
同步电机的对称运行可以用数学模型进行描述，包括电机的电压方程、磁链方程、转矩方程等。
在对称运行状态下，同步电机的定子电流、转子电流、气隙磁场等物理量可以用正弦函数表示，其波形呈现出对称分布。
对称运行的物理意义
对称运行的物理意义在于，在理想情况下，同步电机在正常运行时，其内部各物理量分布均匀、相互协调，使得电机运行更加高效、稳定。
对称运行可以减小同步电机的振动和噪声，提高电机的使用寿命和可靠性。同时，对称运行还可以减小对电网的谐波干扰，有利于电网的稳定运行。
PART 03
对称运行的特点
可靠性提高
由于电机运行平稳，各部分温升均匀，可以降低因局部过热而导致的故障率，从而提高电机的可靠性。
PART 04
对称运行的实现方法
REPORTING
WENKU DESIGN
设计和制造过程中的对称性考虑
01
02
03
转子与定子的设计
确保转子与定子的几何形状和尺寸完全相同，以确保在电机运行时产生相同的磁场和电流分布。
减排作用
对称运行有助于减少污染物排放，降低对环境的影响。
可持续发展
对称运行与节能减排相结合，有助于实现可持续发展目标。
THANKS
感谢观看
REPORTING
https://
绕组配置
采用对称的绕组配置，确保在电机运行时产生的磁通路径和电流路径对称。
质量平衡
确保电机转子的质量分布平衡，以减少运行时的振动和偏心。
运行过程中的对称性监测和控制

同步电机的工作原理

同步电机的工作原理同步电机是一种常见的电动机，它具有简单的结构、高效率和稳定的性能特点，被广泛应用于工业生产和日常生活中。

那么，同步电机的工作原理是什么呢？接下来，我们将详细介绍同步电机的工作原理。

首先，同步电机是一种交流电动机，它的工作原理基于电磁感应和磁场的作用。

当同步电机接通电源后，定子绕组中产生的交变电流会在空间内产生旋转磁场，而转子上的磁极会受到这个旋转磁场的作用，从而产生转矩。

这样，同步电机就可以实现转子的同步旋转，与旋转磁场保持同步运动，从而驱动外部负载。

其次，同步电机的工作原理还涉及到定子绕组和转子之间的磁场耦合。

定子绕组产生的磁场会与转子上的磁场相互作用，形成电磁力，使得转子产生转动。

在这个过程中，转子的磁场也会与定子绕组的磁场相互作用，保持同步旋转。

这种磁场耦合的作用是同步电机能够实现同步运动的关键。

此外，同步电机的工作原理还与同步速度和极对数的关系密切。

同步电机的同步速度是由电源的频率和极对数决定的，当电源的频率和极对数确定后，同步电机的转速也就确定了。

这就意味着，同步电机的转速是固定的，只有在额定负载下才能保持同步运行。

最后，同步电机的工作原理还与励磁方式有关。

同步电机的励磁方式有直流励磁、交流励磁和永磁励磁等多种方式，不同的励磁方式会影响同步电机的性能和工作特性。

因此，在实际应用中，需要根据具体的工作要求选择合适的励磁方式，以确保同步电机的正常工作。

综上所述，同步电机的工作原理是基于电磁感应和磁场的作用，通过定子绕组和转子之间的磁场耦合实现同步旋转，同时受到同步速度、极对数和励磁方式等因素的影响。

了解同步电机的工作原理有助于我们更好地应用和维护同步电机，提高其工作效率和性能，推动工业生产和社会发展。

永磁同步电机的原理及结构

永磁同步电机的原理及结构永磁同步电机是一种利用永磁体产生的磁场与电流产生的磁场进行传动的电机。

其原理是通过将永磁体与定子绕组分布在转子上，通过电流激励在定子产生的旋转磁场与永磁体产生的磁场相互作用，从而实现电能转换为机械能。

下面将详细介绍永磁同步电机的原理及结构。

一、原理1.磁场产生原理永磁同步电机的转子上安装有永磁体，通过永磁体产生的磁场与定子绕组产生的磁场进行作用，从而实现电能转换为机械能。

定子绕组通过三相对称供电，产生一个旋转磁场。

而永磁体则产生一个恒定的磁场，其磁极与定子绕组的磁极相对应。

这样，当定子旋转磁场的南极与永磁体磁极相对时，两者之间的磁力相互作用将会产生转矩，从而驱动转子旋转。

2.同步运动原理永磁同步电机的转子与旋转磁场同步运动，即转子的转速与旋转磁场的转速保持同步。

这是由于永磁体的磁极与定子绕组的磁极相对应，当旋转磁场改变磁极方向时，永磁体中的磁通也会随之改变方向。

为了保持稳定的运行，要求转子与旋转磁场之间存在一个同步角度，即定子的旋转磁场需要在转子上形成一个旋转磁场，从而使转矩产生作用。

二、结构1.转子：转子是永磁同步电机的旋转部分，一般由转子心、永磁体、轴承等组成。

转子心一般采用铁芯结构，并安装有永磁体，通过永磁体产生的磁场与定子产生的旋转磁场相互作用，从而实现电能转换为机械能。

2.定子：定子是永磁同步电机的静态部分，一般由定子铁芯和定子绕组组成。

定子绕组通过三相对称供电，产生一个旋转磁场。

定子铁芯一般采用硅钢片制作，用于传导磁场和固定定子绕组。

3.永磁体：永磁体是永磁同步电机的关键部分，一般采用钕铁硼（NdFeB）等高强度磁体材料制成。

永磁体产生的磁场与定子产生的旋转磁场相互作用，从而实现电能转换为机械能。

4.轴承：轴承用于支撑转子的旋转，并减小摩擦损耗。

常见的轴承类型有滚动轴承和滑动轴承等。

5.外壳：外壳用于保护永磁同步电机的内部结构，并提供机械稳定性。

外壳通常由金属或塑料制成，并具有散热和防护功能。

同步电机的运行原理新

•
•
功率角(功角)θ : 是 E0 与U 的时间相位角.三者关系: θ
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瞬时值
（2）电枢反应性质
内功率因数角Ψ=00
时轴
.
E0A
Fδ
.
IA
.
空载运行：当原动机带动发电机在同步转速下运行，励磁绕组通过适当的励磁电流，电枢绕组不带任何负载时的运行情况。
一、基波励磁磁动势
当励磁绕组中通入直流电流后，产生随转子一起旋转的磁动势，称为励磁磁动势。因为它随转子一起转动，从定子上看，它也是一个旋转磁动势，所以同电枢绕组磁动势的分析方法一样。
三、基波气隙磁密空间矢量
1、隐极机：气隙均匀，当铁心不饱和时，气隙磁密与磁动势
成正比，基波磁动势产生正弦波磁密，再不考虑磁铁的磁滞涡流效应下，磁密波的相位和磁动势波的相位相同。
2、凸极机：
气隙不均匀，即使铁心不饱和，气隙中产生的磁密大小与磁动势大小不成正比，正弦的基波励磁磁动势产生的磁密波是非正弦分布的，磁密波还要分解基波和一系列谐波，基波磁密和基波磁动势仍然同相位。
Fa
A
N
.
.
.
E0B
E 0C
IC
Z
直轴助磁电枢反应
SX
B
内功率因数角00<Ψ<900
时轴
.
E0A
.
IC
.
ψ IA
.
.
E0C I B
d轴 Ff
.
E0B
q轴 A轴
Y
C

第九章同步发电机的运行

Xd —发电机同步电抗
式中U、E0、 Xd都可以认为是常数，这样Pde的大小仅仅与δ有关，它们之间是正弦函数关系，Pde与δ之间的关系曲线为功角特性。
第九章同步发电机的运行
2.功角特性对运行的影响 1）发电机的功率极限：当δ角从0—90°时，有功随δ增大而增大，当δ=90°时，有功最大。 PMAX=UE0/Xd 当δ=90°时，有功随δ增大而减小当δ=180°时，有功为0
第九章同步发电机的运行
5、发电机的解列、停机（1）将厂用电倒由备用电源供电。（2）逐步减小发电机有功和无功负荷，待有功和无功负荷降到零，拉开发电机断路器，使发电机与系统解列，同时拉开发电机灭磁开关。然后拉开主变压器高压侧断路器的两侧隔离开关。（3）实际操作时，在解列前，无功负荷保留一点，一般5Mvar，防止发生进相运行情况。
第九章同步发电机的运行
2、发电机不对称运行
平衡的三相负荷时，发电机定子三相相电流相等，且组成对称三相正序。当发生三相负荷不对称、输电线路故障、系统不对称短路时，发电机将处于不对称运行状态。此时发电机三相电压和电流均不对称。发电机处于不对称运行时，会产生负序电流。负序电流会导致定子绕组发热增大及转子的附加发热和机械振动。（负序电流一般不得超过额定电流的8%，发电机需设置负序过流保护）
第九章同步发电机的运行
2、发电机升压转速升到3000/min，稳定后，合上发电机灭磁开关，调节励磁输出，使发电机电压升到额定电压。三相定子电流为零。三相定子电压平衡。空载励磁电流正常。 3、发电机并网电压、频率稳定在额定值。采用自动准同期进行并网。
第九章同步发电机的运行
特殊情况下，可采用手动准同期并网。（存在人为操作因素，很少采用）发电机并网要求：发电机与系统的电压、频率、相位角相等。

同步电机工作原理

同步电机工作原理
同步电机是一种实现电能转换的电机类型。

其工作原理基于磁场的相互作用，并利用交变电流产生的磁场与电机中的转子磁场进行同步运转。

同步电机主要由定子和转子两部分组成。

定子上绕制有三相绕组，通过外部供电的三相交流电流，产生旋转磁场。

转子上有若干极对的永磁体或励磁绕组，其磁场可以根据定子磁场的变化而调整相位和大小。

当定子绕组上通入三相交流电流时，产生的旋转磁场将与转子磁场进行交互作用。

根据同步电机的工作原理，如果转子磁场与定子磁场的磁通量方向相同，转子将受到磁场的作用力而旋转，实现同步运动。

由于交流电流不断变化，磁场方向也随之变化，因此转子跟随磁场旋转，完成输出功率。

为了保持同步运转，同步电机还需要施加一定的励磁，并保持励磁和定子磁场的相位差大约在90度。

这样能够保持电机的稳定运行，并提供所需的输出功率。

总结而言，同步电机通过交变电流产生旋转磁场，利用定子和转子磁场之间的相互作用来实现同步运转。

这种工作原理使得同步电机能够高效、可靠地进行转换和输出电能，并在许多应用领域中得到广泛应用。

§9—3 同步电动机的工作原理和启动方法

原理 1.同步电动机转动原理当同步电动机接到三相电源上，对称三相
定子绕组通入三相对称交流电流后，在气隙中将产生旋转磁场，其转速为同步转速,旋转方向由电源相序决定。
同步电动机的励磁绕组通过集电环和电刷接到励磁电源上，流入直流电流后，产生转子磁极。
由于θ的大小与同步电动机所带负载大小有关，同步电动机产生的电磁功率也就和θ 的大小有关，所以称θ 为功角。
二、同步电动机的启动启动方法有：辅助电动机启动法（已基本不用）调频启动法异步启动法（最常用）
同步电动机异步起动电路图
同步电动机中旋转磁场与转子磁场示意图
2.失步现象
旋转磁场磁极轴线与转子磁极轴线之间夹角θ 只有在0°<θ<90° 时，同步电动机才能拖动负载正常工作。
当负载过大时，会使θ大于90°，同步电动机不能产生拖动性质的电磁转矩，转子转速要逐步下降，直至为零，发生同步电动机失步。发生失步现象时，同步电动机的定子电流会迅速上升，应尽快切断电源，以免损坏电动机。

发电厂电气部分第九章同步发电机的运行

Pmax
EqU xd xs
（9-8）
由上式可知，若发电机 Xd 值越大，而电网Xs值相对较小(即线路不长)时，静态稳定极限功率越小，故阻抗增大，导致静态定储备降低。一般采用励磁控制的方
法(包括应用各种类型的自动电压调节器)，改善大型发电机参数所带来的不利影响。
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当电压低于95％以下运行时，定子电流不应超过额定值的5％。此时发电机要降
低出力，否则，定子绕组的温度要超过允许值。发电机运行电压的下限，可根据稳定要求确定，一般不应低于额定值的90％。
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第一节同步发电机的参数及其额定值
发电机运行电压高于额定值，升高到105％以上时,其出力须相应降低。因为电压升高，铁心内磁密度增加，铁耗增加，引起铁心温度和定子绕组温度增高。除此之
能有所降低，但总的来说，此时发电机的效率是下降的。
运行频率比额定值低，转速下降，使两端风扇鼓进的风量降低，使发电机的冷却条件变坏，各部分温度升高；频率降低，为了维持额定电压不变，就得增加磁通，
如同电压增高时的情况一样，由于漏磁增加会产生局部过热；频率降低还可能使汽
轮机叶片损坏，使厂用机械出力受到严重影响。
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第一节同步发电机的参数及其额定值
(二）端电压不同于额定值时，发电机的运行
发电机正常运行的端电压，允许在额定电压±5％范围内变动，此时发电机可保持额定出力不变。当定子电压降低5％时，定子电流可增加5％；当电压升高5％时，电流也就降低5％。在这样的变化范围内，定子绕组和转子绕组的温度不会超过允许值。
按转子电流允许增大的倍数来提高出力，此时定子绕组温度不会超过允许值。虽然各台发电机的温升数据不尽相同，但图9-2所表明的基本特性，即冷却介质温度比额定值每低1℃所能增加的电流倍数，较之冷却介质比额定值每高1℃所应降低的电流倍数小。这个原则对一般外冷发电机都适用。发电机运行规程中规定的电流允许变化，便是依据这一原则确定的。不过，规程从普遍安全考虑，规定的数据较严。对于具体某台发电机，可以根据其温升试验曲线，计算出在不同冷却介质温度(进口气温)下的允许电流值。

永磁同步电机的工作原理

永磁同步电机的工作原理
永磁同步电机是一种采用永磁体作为励磁源的同步电机，其工作原理如下：
1. 励磁原理：永磁同步电机通过将电源直流电流注入到永磁体中，产生恒定磁场。

永磁体的磁场与电流成正比，且在恒定电流下保持不变。

2. 定子电磁铁圈：在永磁体的周围，安装一个定子绕组，通常由三相对称的绕组组成。

当三相交流电通过定子绕组时，会在定子上产生旋转磁场。

3. 气隙电磁铁圈：在永磁体和定子之间，设有一个气隙。

当定子绕组激励电流时，在气隙内产生一个与定子旋转磁场同频率的电磁铁圈，它的磁场与定子旋转磁场相互作用，产生旋转扭矩。

4. 转子：永磁同步电机的转子上也含有永磁体，其中的磁极数与定子绕组极数保持一致。

当定子旋转磁场与转子磁极处的磁场相互作用时，转子会受到力矩的作用，产生旋转。

由于转子与定子的旋转频率一致，所以转子可以跟随定子的旋转同步运行。

5. 控制系统：为了使永磁同步电机正确运行，还需要一个控制系统。

控制系统会根据电磁铁圈和转子的反馈信号来调整定子绕组电流和转子位置，以使电机达到所需的转速和扭矩。

总结：永磁同步电机通过定子旋转磁场与转子磁场的相互作用，实现了转子的同步旋转。

由于永磁体的磁场恒定且强大，永磁同步电机拥有高效率、高功率密度和快速响应的特点，广泛应用于工业领域。

第九章同步电动机

第九章同步电机
10000kW水轮机转子
1.发电环节——各种电机
第九章同步电机
引进600MW汽轮发电机
第九章同步电机
国产300MW汽轮发电机
第九章同步电机
国产200MW汽轮发电机定子
第九章同步电机
国产200MW汽轮发电机定子铁心
第九章同步电机
现场运行的水轮发电机
二、同步电机的基本工作原理与分类
( 1 )根据已知条件绘出U和I;
( 2 )根据E Q U IRa jIXq作出E Q及E Q
与I的夹角 ; ( 3 )根据角将I分解成Id和Iq ;
( 4 )根据E 0 U IRa jId X d jIq X q , 从M点依次作出jIq X q及jId X d ,得到末端G ,连接OG线段即得E 0 .
功角在90~180度之间，电机拖动负载时，
当TL增大时，功角增大，T反而减小，转速减小，功角更大， T更小，出现失步，不稳定。
∴稳定运行条件： dT 0
d
第九章同步电机
二、有功功率功角特性
1、定义：并联于无穷大电网的同步发电机，当电网电压和频率一定、
参数（ Xd）、X为q、常X数t 、空载电动势不变（即E0 不变）时I f ，为有功功率P功em角特f (性 )。
sin
2
T' T"
第九章同步电机
T ' : 基本电磁转矩 T" :凸极电磁转矩，或称为磁阻转矩
凸极机中磁阻转矩的产生是由于磁阻不等引起的。
隐极同步电动机，磁阻相同，只有基本电磁功率和基本电磁转矩：
基本电磁功率：PM
3UE0 sin

同步电机运行的原理是什么

同步电机运行的原理是什么同步电机是一种通过电网供电，并以定速运行的电动机。

其运行原理是基于磁场相互作用的电机。

同步电机的原理可以通过电磁感应定律和旋转磁场的概念来解释。

当一个三相对称的交流电源接通到同步电机的定子线圈上时，电源产生的交流电会在定子线圈内产生一个旋转磁场。

这个旋转磁场的速度与电源频率和线圈的极对数有关。

然后，定子的旋转磁场会与转子上的永磁体产生相互作用，从而导致电动机转子也开始旋转。

具体来说，同步电机运行的原理可以分为定子端和转子端两个方面。

首先是定子端。

在同步电机的定子上，有三个互相位移120的绕组，每个绕组都和一个相对应。

当电源施加的三相交流电通过绕组时，会在绕组内产生一个旋转的磁场，这个磁场的旋转速度由电源的频率和绕组的极对数决定。

这个旋转磁场的产生是基于电磁感应定律的原理，即当绕组中的导电线受到交流电流的作用时，会产生一个磁场。

由于交流电源的三相交流电是依次相位差120的，因此绕组中的三个磁场也是在空间上均匀地分布，并且呈120的相位差。

然后是转子端。

同步电机的转子上有一个或多个用永磁材料制成的磁极。

当定子产生的旋转磁场与转子上的永磁体相互作用时，转子上的磁极会被感应磁场所吸引，从而导致转子开始旋转。

转子的磁极数量、极性和定子的磁场速度都是影响同步电机转速的重要因素。

总结起来，同步电机的运行原理是基于电磁感应和磁场相互作用的。

电源产生的交流电在定子上产生一个旋转的磁场，而转子上的磁极与定子的旋转磁场相互作用，从而导致转子开始旋转。

同步电机的运行速度由电源频率和定子的极对数决定。

通常情况下，同步电机的运行速度是固定的，称为同步速度。

当负载变化时，同步电机的转速也会发生变化，但总体上保持与电源频率和极对数之间的比例关系。

同步电机的这种定速特性使其在需要稳定转速的应用中得到广泛应用，比如电力系统中的发电机。

第九章同步电机的对称运行原理

同步发电机基本工作原理及运行特性

同步电机的工作原理及结构特点

同步电机原理

同步电机原理简述

同步电机的对称运行原理

同步发电机的运行原理

同步发电机的工作原理

电机学同步电机部分知识点总结

同步电机的对称运行原理

同步电机的工作原理

永磁同步电机的原理及结构

同步电机的运行原理新

第九章 同步发电机的运行

同步电机工作原理

§9—3 同步电动机的工作原理和启动方法

发电厂电气部分第九章 同步发电机的运行

永磁同步电机的工作原理

第九章 同步电动机

同步电机运行的原理是什么

第九章同步发电机的运行

发电厂电气部分第九章同步发电机的运行

第九章同步电动机