同步发电机结构及工作原理资料讲解共96页
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同步发电机结构与工作原理
16
凸极式电机结构特点
气隙不均匀，极弧 底下气隙较小，极间部 分较大。
28.07.2020
1—定子 2—凸极式转子
17
隐极式电机结构特点
转子上没有凸出 的磁极，气隙均匀， 转子呈圆柱形。
28.07.2020
1—定子 3—隐极式转子
18
凸极式和隐极式电机应用场合
电源频率固定，采用转子结构与转速有关。
交流电势频率f的确定
f pn 60
n转子转速r，/ min
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 n60f /p为恒
定值，这是同步发电机的主要特点。
28.07.2020
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。
28.07.2020
3
概述
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/p f1 --电网频 率。
28.07.2020
ea
N
If
n
S
随转子旋转 电枢感应 eeOaAEEmmcsionstt
角速度ω 电势
eeObBEEmmcsionstt (112 20)00
22f f
f
f
ppnn 6600
eeOcBEEmmcsionstt (11220)00
ec
eb
三相对称负 载运行时
三相对称电 枢电流 iabc
同步发电机结构及工作原理PPT
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。
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。
18.06.2020
7
三相同步发电机的基本工作原理
N
If
n
Sቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
18.06.2020
• 同步发电机基本工作原理：导 体切割磁力线感应电动势。
磁势Fa
Fa
18.06.2020
nn11
6600 ff pp
nnnn1 1
(同步电机) 10
三相同步发电机的基本工作原理
定子绕组三相感应电势
eOAEmsi nt
eOB E msi nt (12 )0 eOC E ms（ in t24 ） 0
定子外接负载，形成回路，有三相电流。 机械能转化为电能
18.06.2020
14
同步电机的类型
• 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。
• 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。
《同步发电机原理》课件
05
同步发电机的发展趋势与展望
高效、环保的同步发电机研究
高效能
随着技术的不断进步，同步发电机在 效率和能效方面取得了显著提升，未 来研究将进一步探索提高发电效率的 方法，降低能源损失。
环保设计
为应对全球气候变化和环境问题，同 步发电机将更加注重环保设计，减少 对环境的影响，如采用低碳材料、减 少噪音和振动等。
智能化的同步发电机控制技术
自动化和远程控制
通过引入先进的传感器和控制技术，实现同步发电机的自动化和远程控制，提 高运行稳定性和可靠性。
智能诊断和维护
利用大数据和人工智能技术，实现同步发电机的智能诊断和维护，及时发现潜 在问题，降低维护成本。
同步发电机在新能源领域的应用前景
可再生能源整合
随着可再生能源（如风能、太阳能）的普及，同步发电机将作为重要的能源转换 和调节设备，实现可再生能源的有效整合和利用。
《同步发电机原理》ppt课件
目 录
• 同步发电机概述 • 同步发电机的工作原理 • 同步发电机的特性 • 同步发电机的控制与保护 • 同步发电机的发展趋势与展望
01
同步发电机概述
同步发电机的定义
同步发电机
一种将机械能转换为电能的旋转 电机，通过原动机（如汽轮机、 水轮机等）驱动转子旋转，从而 在定子中产生三相交流电。
短路保护
当发电机发生短路故障 时，快速切断电源以保
护发电机不受损坏。
过载保护
当发电机过载运行时， 及时切断电源或降低负 荷，防止发电机过热损
坏。
欠压保护
当发电机电压过低时， 自动切断电源以防止发
电机受损。
过压保护
当发电机电压过高时， 自动切断电源或降低励 磁电流，以防止发电机
2018-2019【精品】同步发电机结构及工作原理讲义
同 步 电 机篇
2019/10/21
1
昆明石林
本篇主要内容
•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
2019/10/21
2
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。
2019/10/21
19
同步电机与异步电机
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。
• 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。
2019/10/21
20
汽轮发电机结构
汽轮机
同步发电机
励磁机
2019/10/21 火电厂(heat-engine plant)的生产现场
21
大亚湾核电站发电机组
2019/10/21
22
岭澳一期核电站发电机组
2019/10/21
23
国产300MW汽轮发电机外(turbonator)形结构图
2019/10/21
（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。
2019/10/21
1
昆明石林
本篇主要内容
•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
2019/10/21
2
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。
2019/10/21
19
同步电机与异步电机
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。
• 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。
2019/10/21
20
汽轮发电机结构
汽轮机
同步发电机
励磁机
2019/10/21 火电厂(heat-engine plant)的生产现场
21
大亚湾核电站发电机组
2019/10/21
22
岭澳一期核电站发电机组
2019/10/21
23
国产300MW汽轮发电机外(turbonator)形结构图
2019/10/21
（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。
第十四章同步发电机结构及工作原理课件
功能
机座和端盖是同步发电机的支撑 和保护部件。
组成
机座主要用于支撑和固定发电机各 部件，端盖则主要用于安装轴承和 密封发电机端部。
特点
机座和端盖的强度和刚度必须足够 ，以承受运行时的各种力和力矩， 同时还要具有良好的散热性能和防 震性能。
03
同步发电机的工作原理
同步发电机的工作过程
同步发电机的基本结构
第十四章同步发电机 结构及工作原理课件
目录
• 同步发电机概述 • 同步发电机的基本结构 • 同步发电机的工作原理 • 同步发电机的维护与保养
01
同步发电机概述
同步发电机的定义
同步发电机：一种将机械能转换为电能的旋转电机，通 过原动机（如汽轮机、水轮机等）驱动转子旋转，从而 在定子中产生交流电。
同步发电机的并网运行
并网运行的条件
同步发电机并网运行需要满足一定的条件，包括发电机的电压、频率和相位与 电网一致。此外，还需要满足并网点的条件，即并网点两侧的电压差在允许范 围内。
并网运行的控制
在并网运行过程中，需要通过控制发电机的输出功率和励磁电流来调节发电机 的电压和无功功率，以保证电网的稳定运行。同时，还需要注意防止发电机过 载和电网故障对发电机的影响。
同步发电机的工作原理基于电磁感应定律和全电流的电 磁力定律。
同步发电机的分类
01 按照冷却方式分类
分为空冷、水冷和氢冷等类型。
02 按照原动机类型分类
分为汽轮发电机、水轮发电机和燃气轮发电机等 类型。
03 按照相பைடு நூலகம்分类
分为单相、两相和三相同步发电机。
同步发电机的应用场景
01 电力系统
同步发电机广泛应用于电力系统，作为主要的电 源设备，为电网提供电能。
机座和端盖是同步发电机的支撑 和保护部件。
组成
机座主要用于支撑和固定发电机各 部件，端盖则主要用于安装轴承和 密封发电机端部。
特点
机座和端盖的强度和刚度必须足够 ，以承受运行时的各种力和力矩， 同时还要具有良好的散热性能和防 震性能。
03
同步发电机的工作原理
同步发电机的工作过程
同步发电机的基本结构
第十四章同步发电机 结构及工作原理课件
目录
• 同步发电机概述 • 同步发电机的基本结构 • 同步发电机的工作原理 • 同步发电机的维护与保养
01
同步发电机概述
同步发电机的定义
同步发电机：一种将机械能转换为电能的旋转电机，通 过原动机（如汽轮机、水轮机等）驱动转子旋转，从而 在定子中产生交流电。
同步发电机的并网运行
并网运行的条件
同步发电机并网运行需要满足一定的条件，包括发电机的电压、频率和相位与 电网一致。此外，还需要满足并网点的条件，即并网点两侧的电压差在允许范 围内。
并网运行的控制
在并网运行过程中，需要通过控制发电机的输出功率和励磁电流来调节发电机 的电压和无功功率，以保证电网的稳定运行。同时，还需要注意防止发电机过 载和电网故障对发电机的影响。
同步发电机的工作原理基于电磁感应定律和全电流的电 磁力定律。
同步发电机的分类
01 按照冷却方式分类
分为空冷、水冷和氢冷等类型。
02 按照原动机类型分类
分为汽轮发电机、水轮发电机和燃气轮发电机等 类型。
03 按照相பைடு நூலகம்分类
分为单相、两相和三相同步发电机。
同步发电机的应用场景
01 电力系统
同步发电机广泛应用于电力系统，作为主要的电 源设备，为电网提供电能。
CH14_同步发电机结构及工作原理概论
4
第十四章
三相同步发电机的基本 工作原理与结构
2020/11/20
5
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
2020/11/20
6
三相同步发电机的基本工作原理
• 同步发电机(synchronous generator)是将机械 能转变为交流电能的设备。
• 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
8
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。
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。
2020/11/20
7
三相同步发电机的基本工作原理
N
If
n
S
2020/11/20
• 同步发电机基本工作原理：导 体切割磁力线感应电动势。
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。
同步发电机的基本知识及结构
同步发电机的基本知识及结构
同步发电机的基本工作原理
大型同步发电机的结构
大型同步发电机的基本系统
火力发电厂的基本生产过程
烟囱
蒸汽管道 储煤场
汽轮机
发电机
升压站
输煤皮带
锅炉 江河或水库 冷凝器
冷却水
压水堆核电站工作原理
地热能发电原理
水力发电的基本过程
潮汐能发电
N
原始型,采用永磁磁场,转子线 圈上感应出电流经滑环碳刷送出
励磁绕组中通以直流电流励磁，产生恒 定的磁场。当原动机拖动转子以转速n 旋转时，定子绕组导体将切割磁力线， 在定子绕组中将感应出交变电动势。
一、同步发电机的基本工作原理
当导体经过一对磁极，导体中的感应电
动势就变化了一个周波，若转子极对数
为P，转子旋转一周，导体感应电动势
就变化了P个周波，设转子转速为 n，则
感应电动势的频率为：f = pn/60。
一、同步发电机的基本工作原理
同时，当三相对称绕组接有三相对称负 载时，绕组中会有三相对称电流流通， 形成磁场，其合成磁动势是一个幅值恒 定的旋转磁动势，且转速决定于电流的 频率和磁极对数，即转速n1=60f1/p; 显然，转子的转速与气隙磁场的旋转速 度相等，所以称之为同步电机。
三、同步发电机的铭牌
额定功率因数 cos N —指额定运行时电机 的功率因数 额定频率fN（Hz）— 指额定运行时电枢的频 率 额定转速nN（r/min）—指额定运行时电机 的转速，即为同步转速
3、额定值之间的关系：
PN 3UN I N cosN
1.2 大型同步发电机的结构
同步电机的基本结构
同步发电机的基本工作原理
大型同步发电机的结构
大型同步发电机的基本系统
火力发电厂的基本生产过程
烟囱
蒸汽管道 储煤场
汽轮机
发电机
升压站
输煤皮带
锅炉 江河或水库 冷凝器
冷却水
压水堆核电站工作原理
地热能发电原理
水力发电的基本过程
潮汐能发电
N
原始型,采用永磁磁场,转子线 圈上感应出电流经滑环碳刷送出
励磁绕组中通以直流电流励磁，产生恒 定的磁场。当原动机拖动转子以转速n 旋转时，定子绕组导体将切割磁力线， 在定子绕组中将感应出交变电动势。
一、同步发电机的基本工作原理
当导体经过一对磁极，导体中的感应电
动势就变化了一个周波，若转子极对数
为P，转子旋转一周，导体感应电动势
就变化了P个周波，设转子转速为 n，则
感应电动势的频率为：f = pn/60。
一、同步发电机的基本工作原理
同时，当三相对称绕组接有三相对称负 载时，绕组中会有三相对称电流流通， 形成磁场，其合成磁动势是一个幅值恒 定的旋转磁动势，且转速决定于电流的 频率和磁极对数，即转速n1=60f1/p; 显然，转子的转速与气隙磁场的旋转速 度相等，所以称之为同步电机。
三、同步发电机的铭牌
额定功率因数 cos N —指额定运行时电机 的功率因数 额定频率fN（Hz）— 指额定运行时电枢的频 率 额定转速nN（r/min）—指额定运行时电机 的转速，即为同步转速
3、额定值之间的关系：
PN 3UN I N cosN
1.2 大型同步发电机的结构
同步电机的基本结构
同步发电机结构及工作原理
同步发电机的输出功率与效率之间存在密 切关系。在额定负载范围内，随着输出功 率的增加，发电机的效率也会相应提高。 但当输出功率超过额定值时，效率将开始 下降。因此，合理选择和使用负载对提高 发电机效率具有重要意义。
效率特性
总结词
描述同步发电机在不同负载下的效率表现。
详细描述
同步发电机的效率在不同负载下会有所不同。 在额定负载下，发电机的效率最高，通常可 以达到90%以上。随着负载的减小，效率也 会相应降低。因此，为了提高发电机的效率， 应尽量使其在额定负载下运行。此外，定期 维护和保养也是保持发电机高效率的重要措 施。
清洁空气滤清器
定期清洁或更换空气滤清 器，防止灰尘和杂质进入 发动机。
检查电气系统
检查发电机电气线路、传 感器等是否正常，确保电 气系统安全可靠。
常见故障及排除方法
发电机过热
检查冷却系统是否正常，机油是否足够，通风是 否良好。
发动机异响
检查发动机各部件是否正常，螺丝是否紧固，润 滑是否良好。
输出电压不稳定
同步发电机结构及工作原理
$number {01}
目 录
• 同步发电机概述 • 同步发电机结构 • 同步发电机工作原理 • 同步发电机特性 • 同步发电机的维护与保养
01
同步发电机概述
同步发电机的定义
同步发电机是一种将机械能转换为电 能的旋转电机，其输出电压和频率与 转子转速保持同步。
同步发电机由定子和转子两部分组成 ，其中定子部分包含绕组和铁芯，用 于产生磁场；转子部分则通过励磁绕 组来控制磁场极性和强度。
电流特性
总结词
描述同步发电机输出电流与负载功率之间的关系。
详细描述
同步发电机的输出电流与负载功率之间存在一定的关系。随着负载功率的增加，输出电流将相应增大以满足功率 需求。同时，电流的增大会导致发电机的铜损增加，进而影响发电机的效率。
效率特性
总结词
描述同步发电机在不同负载下的效率表现。
详细描述
同步发电机的效率在不同负载下会有所不同。 在额定负载下，发电机的效率最高，通常可 以达到90%以上。随着负载的减小，效率也 会相应降低。因此，为了提高发电机的效率， 应尽量使其在额定负载下运行。此外，定期 维护和保养也是保持发电机高效率的重要措 施。
清洁空气滤清器
定期清洁或更换空气滤清 器，防止灰尘和杂质进入 发动机。
检查电气系统
检查发电机电气线路、传 感器等是否正常，确保电 气系统安全可靠。
常见故障及排除方法
发电机过热
检查冷却系统是否正常，机油是否足够，通风是 否良好。
发动机异响
检查发动机各部件是否正常，螺丝是否紧固，润 滑是否良好。
输出电压不稳定
同步发电机结构及工作原理
$number {01}
目 录
• 同步发电机概述 • 同步发电机结构 • 同步发电机工作原理 • 同步发电机特性 • 同步发电机的维护与保养
01
同步发电机概述
同步发电机的定义
同步发电机是一种将机械能转换为电 能的旋转电机，其输出电压和频率与 转子转速保持同步。
同步发电机由定子和转子两部分组成 ，其中定子部分包含绕组和铁芯，用 于产生磁场；转子部分则通过励磁绕 组来控制磁场极性和强度。
电流特性
总结词
描述同步发电机输出电流与负载功率之间的关系。
详细描述
同步发电机的输出电流与负载功率之间存在一定的关系。随着负载功率的增加，输出电流将相应增大以满足功率 需求。同时，电流的增大会导致发电机的铜损增加，进而影响发电机的效率。
同步电机的基本工作原理与结构演示文稿
表征在对称负载下，单位三相电流产 生的电枢总磁场在电枢每一相绕组中感应 的电动势。
第三十三页，共71页。
二、等效电路和相量图 等效电路
相量图
根据相量图可求出
E0 U cos Ra I 2 U sin Xt I 2
arctan Xt I U sin Ra I U cos
第三十四页，共71页。
二、凸极同步发电机的相量图 作图步骤 ( 1 )根据已知条件绘出 U和I;
( 2 )根据E Q U IRa jIX q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 .
F
q轴 U轴
Fa
V2 W1
Ff 与Fa之间夹
角为 900
记Fa为Faq
电枢反应性质：
d轴
Ff900N 源自1S U2交轴电枢反应
V轴
W2 V1
W轴
第二十二页，共71页。
６.3.2 900时的电枢反应
空载电动势 电枢电流
IE9超000前
q轴 U轴
Ff 与Fa之间夹
角为 900
V2 W1
记Fa为Fad
势E 0同相的Iq产生的, Iq可以认为是I的有功分量 .
交轴的电枢反应磁场与 励磁电流共同作用 ， 在
转轴上产生制动性质的 电磁转矩Tem . 输出的有功功率越大，有功分量电流就越
大，交轴电枢反应越强，Tem越大，这就要
求原动机输入更大的驱动转矩，维持电机 的转速不变。
第二十八页，共71页。
当 900 ( 或 900） 时,直轴电枢反应磁动势是 与E 0成900的Id 产生
十四同步发电机结构及工作原理精品PPT课件
❖ 主要介绍同步电机的结构、分析方法、运行特性和
它的各种参数。
第十四章 三相同步发电机的基 本工作原理与结构
❖第一节 三相同步发电机的 基本工作原理及分类
一. 三相同步发电机的基本工作原理
❖ 同步发电机(synchronous generator)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。 等等
4.同步发电机的冷却方式
❖ 常用的冷却介质有空气、氢气和水。
❖ 目前发电机的冷却方式有：
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。
由于氢气的密度仅为空气的1/4，导热性能比空气 好6倍，其冷却效果比空气好，所以，大容量同步 发电机采用水-氢-氢。
❖ 定子上嵌放有对称三相绕组ax、b-y、c-z。
N
If
n
❖ 转子绕组通以直流电流形成分 布励磁磁场，匝链定子上的各 相绕组。
S
❖ 原动机拖动转子以恒定速度旋
转，励磁磁场随转子一起旋转
，就得到一个机械旋转磁场，
图14-1 同步电机的结构模型该磁场依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）。
二.水轮发电机
❖ 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，如图14-13。
❖ 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。
它的各种参数。
第十四章 三相同步发电机的基 本工作原理与结构
❖第一节 三相同步发电机的 基本工作原理及分类
一. 三相同步发电机的基本工作原理
❖ 同步发电机(synchronous generator)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。 等等
4.同步发电机的冷却方式
❖ 常用的冷却介质有空气、氢气和水。
❖ 目前发电机的冷却方式有：
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。
由于氢气的密度仅为空气的1/4，导热性能比空气 好6倍，其冷却效果比空气好，所以，大容量同步 发电机采用水-氢-氢。
❖ 定子上嵌放有对称三相绕组ax、b-y、c-z。
N
If
n
❖ 转子绕组通以直流电流形成分 布励磁磁场，匝链定子上的各 相绕组。
S
❖ 原动机拖动转子以恒定速度旋
转，励磁磁场随转子一起旋转
，就得到一个机械旋转磁场，
图14-1 同步电机的结构模型该磁场依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）。
二.水轮发电机
❖ 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，如图14-13。
❖ 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。
同步发电机结构及工作原理讲义
当电力系统频率f一定，发电机转速 n60f /p为恒
定值，这是同步发电机的主要特点。
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三相同步发电机的基本工作原理
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。
p 3000 n
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。
同 步 电 机篇
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昆明石林
本篇主要内容
•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
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。
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汽轮发电机结构
（2）定子铁心
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
f pn 60
n转子转速r，/ min
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三相同步发电机的基本工作原理
交流电势频率f的确定
f pn 60
n转子转速r，/ min
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。
励磁绕组构成电机直流回路，通过电刷与外电路连 接。