第十二章同步发电机的基本类型与结构
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第十二章
同步发电机的基本类型与结构
教学要求：
1.了解同步发电机的基本类型
2．熟悉同步发电机的基本结构 3. 掌握同步发电机的额定值
第一节 同步电机的用途
同步电机用作发电机运行，把机械能转化成电能，向 电网发出交流电能，是同步电机最主要的运行方式；
同步电动机通过调节励磁电流来改善电网的功率因数。 在不要求调速的场合，应用大型同步电动机可以提高运 行效率。 同步补偿机实际是一台接在交流电网上空载的同步电 动机，电机不带任何机械负载，靠调节转子中的励磁电 流向电网发出所需的感性或者容性无功功率，以达到改 善电网功率因数或者调节电网电压的目的。
转子铁心表面圆周上铣有许多 槽，励磁绕组嵌放在这些槽内。 励磁绕组为同心式绕组。
定子铁心
定子绕组端部
汽轮发电机转子结构
2、 水轮发电机 水轮发电机的转速较低，转子都制成凸极式。转子上有 明显凸出的磁极和励磁线圈，当励磁线圈中通过直流励 磁电流后，每个磁极就出现一定的极性，相邻磁极交替 为 N 极和 S 极。磁极的极靴上还装有阻尼绕组，两端 用铜环焊在一起，自己形成一个短接回路。 发电机的极数就比较多，做 成凸极式结构工艺上较为简 单。另外，中小型同步电机 多半也做成凸极式。 d轴（direct axis) 主磁极的中 心线 （直轴）； q轴（quadrature）（交轴 ）
第二节
同步电机基本类型与结构
同步电机在定子上放置电枢绕组，转子上装有磁极，磁 极上有励磁绕组。励磁绕组中通入直流电流，电枢绕组 中流过交流电流 。当电机极对数一定时，转子转速和 电流频率 f 有严格的关系，即n=n1称为同步发电机。
一、基本类型
1、用途：发电机、电动机、调相机（补偿机） 2、转子结构：凸极式（salient-pole)、隐极式(nonsalient pole) 3、按原动机类型：汽轮发电机(turbe generator)、水轮 发电机（hydroelectric generator) 。
d轴
q轴
d轴
水轮发电机的特点：极数多，直径大，轴向长度短， 凸极式转子。大多数水轮发电机为立式。定子铁心由扇 形电工钢片拼装叠成。为了散热的需要，定子铁心中留 有径向通风沟。转子磁极由厚度为1～2mm的钢片叠成。 有些发电机磁极的极靴上开 有一些槽，槽内放上铜条， 并用端环将所有铜条连在一 起构成阻尼绕组，其作用是 用来拟制短路电流和减弱电 机振荡，在电动机中作为起 动绕组用。磁极与磁极轭部 采用T形或鸽尾形连接。
汽轮发电机定子大体上与异步电机相同，定子铁心由 0.35mm、0.5mm或其它厚度的电工钢片叠成。定子外径 较小时，采用圆形冲片，当定子外径大于1m 时，采用 扇形冲片。定子铁心固定在机座上，机座常由钢板焊接 而成，它必须有足够的强度和刚度，同时还必须满足通 风和散热的需要。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。
二、基本结构
1、 汽轮发电机 无明显凸出的磁极，沿着转子本体圆周表面上，开 有许多槽，这些槽中嵌放着励磁绕组。在转子表面约 1/3部分没有开槽，构成所谓大齿，是磁极的中心区。 励磁绕组通入励磁电流后，沿转子圆周也会出现 N 极 和 S 极。一般汽轮发电机都作成一对磁极，转子上只 有两个大齿，在齿上形成N、S极。 中大型发电机的转子上一般 都放置有专门的阻尼绕组。为了 减小转子本体及转子上的各部件 所承受的巨大离心力，大型汽轮 发电机都做成细长的隐极式圆柱 体转子。
(1)立式水轮发电机
(2)卧式水轮发电机
(3)灯泡贯流式水轮发电机
Hale Waihona Puke (4)转子结构10000kw水轮机转子
三、额定值
1、额定功率 (kW) 输出的额定功率 发电机：电功率； 电动机：机械功率 2、 额定电压(V)：定子绕组额定线电压 3、 额定电流(A)：定子绕组额定线电流 4、 额定转速 (r/min)： 5、 额定功率因数：额定工况下发电机的功率因数 6、 励磁电压（V）和励磁电流(A) 7、 额定温升( C)
同步发电机的基本类型与结构
教学要求：
1.了解同步发电机的基本类型
2．熟悉同步发电机的基本结构 3. 掌握同步发电机的额定值
第一节 同步电机的用途
同步电机用作发电机运行，把机械能转化成电能，向 电网发出交流电能，是同步电机最主要的运行方式；
同步电动机通过调节励磁电流来改善电网的功率因数。 在不要求调速的场合，应用大型同步电动机可以提高运 行效率。 同步补偿机实际是一台接在交流电网上空载的同步电 动机，电机不带任何机械负载，靠调节转子中的励磁电 流向电网发出所需的感性或者容性无功功率，以达到改 善电网功率因数或者调节电网电压的目的。
转子铁心表面圆周上铣有许多 槽，励磁绕组嵌放在这些槽内。 励磁绕组为同心式绕组。
定子铁心
定子绕组端部
汽轮发电机转子结构
2、 水轮发电机 水轮发电机的转速较低，转子都制成凸极式。转子上有 明显凸出的磁极和励磁线圈，当励磁线圈中通过直流励 磁电流后，每个磁极就出现一定的极性，相邻磁极交替 为 N 极和 S 极。磁极的极靴上还装有阻尼绕组，两端 用铜环焊在一起，自己形成一个短接回路。 发电机的极数就比较多，做 成凸极式结构工艺上较为简 单。另外，中小型同步电机 多半也做成凸极式。 d轴（direct axis) 主磁极的中 心线 （直轴）； q轴（quadrature）（交轴 ）
第二节
同步电机基本类型与结构
同步电机在定子上放置电枢绕组，转子上装有磁极，磁 极上有励磁绕组。励磁绕组中通入直流电流，电枢绕组 中流过交流电流 。当电机极对数一定时，转子转速和 电流频率 f 有严格的关系，即n=n1称为同步发电机。
一、基本类型
1、用途：发电机、电动机、调相机（补偿机） 2、转子结构：凸极式（salient-pole)、隐极式(nonsalient pole) 3、按原动机类型：汽轮发电机(turbe generator)、水轮 发电机（hydroelectric generator) 。
d轴
q轴
d轴
水轮发电机的特点：极数多，直径大，轴向长度短， 凸极式转子。大多数水轮发电机为立式。定子铁心由扇 形电工钢片拼装叠成。为了散热的需要，定子铁心中留 有径向通风沟。转子磁极由厚度为1～2mm的钢片叠成。 有些发电机磁极的极靴上开 有一些槽，槽内放上铜条， 并用端环将所有铜条连在一 起构成阻尼绕组，其作用是 用来拟制短路电流和减弱电 机振荡，在电动机中作为起 动绕组用。磁极与磁极轭部 采用T形或鸽尾形连接。
汽轮发电机定子大体上与异步电机相同，定子铁心由 0.35mm、0.5mm或其它厚度的电工钢片叠成。定子外径 较小时，采用圆形冲片，当定子外径大于1m 时，采用 扇形冲片。定子铁心固定在机座上，机座常由钢板焊接 而成，它必须有足够的强度和刚度，同时还必须满足通 风和散热的需要。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。
二、基本结构
1、 汽轮发电机 无明显凸出的磁极，沿着转子本体圆周表面上，开 有许多槽，这些槽中嵌放着励磁绕组。在转子表面约 1/3部分没有开槽，构成所谓大齿，是磁极的中心区。 励磁绕组通入励磁电流后，沿转子圆周也会出现 N 极 和 S 极。一般汽轮发电机都作成一对磁极，转子上只 有两个大齿，在齿上形成N、S极。 中大型发电机的转子上一般 都放置有专门的阻尼绕组。为了 减小转子本体及转子上的各部件 所承受的巨大离心力，大型汽轮 发电机都做成细长的隐极式圆柱 体转子。
(1)立式水轮发电机
(2)卧式水轮发电机
(3)灯泡贯流式水轮发电机
Hale Waihona Puke (4)转子结构10000kw水轮机转子
三、额定值
1、额定功率 (kW) 输出的额定功率 发电机：电功率； 电动机：机械功率 2、 额定电压(V)：定子绕组额定线电压 3、 额定电流(A)：定子绕组额定线电流 4、 额定转速 (r/min)： 5、 额定功率因数：额定工况下发电机的功率因数 6、 励磁电压（V）和励磁电流(A) 7、 额定温升( C)