同步电动机基本工作原理和结构电子版本
同步电机的基本工作原理和结构
同步电机的基本工作原理和结构第一节精编资料本章主要介绍同步电机的结构和基本工作原理,同步电机的电动势和磁动势,异步电动...二,同步电机的工作原理1磁场:三相同步电机运行时存在两个旋转磁场: 定子旋转磁场...原理,结构同步电机的基本工作原理和结构本章主要介绍同步电机的结构和基本工作原理、同步电机的电动势和磁动势、异步电动机的电势平衡，磁势平衡、等值电路及相量图、功率转矩、同步发电机运行原理等内容。
本章共有10节课，内容和时间分配如下:1.掌握同步电机的结构特点及工作原理。
(2节)2.掌握同步电机绕组有关的结构、额定参数(1节)3.掌握同步电机机绕组的磁动势、等效电路，一般掌握相量图。
(3节)4.掌握同步电机功率、转矩和同步电机启动特性。
(2节)5.了解同步发电机的运行原理。
(2节)一、简介交流电机，根据用途，可以分为同步发电机、同步电动机和同步补偿机三类。
(交流电能几乎全部是由同步发电机提供的。
目前电力系统中运行的发电机都是三相同步发电机。
同步电动机可以通过调节其励磁电流来改善电网的功率因数，因而在不需要调速的低速大功率机械中也得到较广泛的应用。
随着变频技术的不断发展，同步电动机的起动和调速问题都得到了解决，从而进一步扩大了其应用范围。
同步补偿机实质上是接在交流电网上空载运行的同步电动机，其作用是从电网汲取超前无功功率来补偿其它电力用户从电网汲取的滞后无功功率，以改善电网的供功率因数。
) 二、同步电机的工作原理1磁场:三相同步电机运行时存在两个旋转磁场: 定子旋转磁场和转子旋转磁场。
定子旋转磁场—又常称为电枢磁势，而相应的磁场称为电枢磁场60f1n,速度:同步速度，即 1p方向:从具有超前电流的相转向具有滞后电流的相。
形成原因:以电气方式形成。
(当对称三相电流流过定子对称三相绕组时,将在空气隙中产生旋转磁通势。
它的旋转速度60f1n,1p为同步速度，即;它的旋转方向是从具有超前电流的相转向具有滞后电流的相;当某相电流达到最大值的瞬间，旋转磁势的振幅恰好转到该相绕组轴线处。
同步电机的基本知识及结构
同步电机的基本知识及结构同步电机是一种采用交流电源供电、定子感应电动势与转子磁场同步工作的电动机。
它具有结构简单、功率因数高、转速恒定等优点，广泛应用于工业生产线、空调、电力系统等领域。
一、基本原理：同步电机的工作原理是通过感应电动势与转子磁场的同步运动来实现转子运转。
当同步电机的定子绕组通电时，在定子绕组内产生一个旋转磁场。
而当转子上的匝数大于定子，转子上也会感应出一个电动势，使转子上的磁场也具有旋转特性。
由于两者是同步发展的，所以称之为同步电机。
二、基本结构：1.定子：2.转子：3.端环和碳刷：同步电机转子上的绕组通过端环连接，以便于外部电源的接驳。
转子上还设有碳刷，用于保持转子绕组的绝缘。
4.外壳：三、工作方式：同步电机的工作方式可以分为饱和同步、欠饱和同步和过磁同步三种。
其中，饱和同步是指定子绕组的磁场与转子磁场完全同步，欠饱和同步是指定子绕组的磁场与转子磁场不完全同步，过磁同步则是指定子绕组的磁场与转子磁场超前一定角度。
四、应用领域：同步电机具有功率因数高、转速恒定等优点，广泛应用于工业生产线、空调、电力系统等领域。
在工业生产线中，同步电机常用于驱动各种机械设备，如风机、泵等。
在空调中，同步电机作为风机的驱动装置，能够提供稳定的风流，并降低噪音。
在电力系统中，同步电机作为发电机使用，可以将机械能转换为电能，并通过同步工作产生的电动势向电网输送能量。
总结起来，同步电机是一种采用交流电源供电、定子感应电动势与转子磁场同步工作的电动机。
它的主要结构包括定子、转子、端环、碳刷和外壳等。
同步电机具有结构简单、功率因数高、转速恒定等优点，被广泛应用于工业生产线、空调、电力系统等领域。
新版永磁同步电机的原理及结构-新版.pdf
（1.2 ）
对于永磁同步电机的功率而言， 同样根据发电机的惯例能够得到永磁同步电机 的电磁功率为
PM mUE0 sin xd
U2 1 m
2 xq
1 sin2
xd
（1.3 ）
对于永磁同步电机的转矩而言， 在恒定的转速 1下 ，转矩和功率是成正比的， 所以可以得到以下公式
2
T PM mUE0 sin
1
pn
子的电流相应的频率是 f= , 因为定子旋转的磁动势的旋转速度是由定子上的电流
60
产生的，所以应为
60 f 60 pn
n1 p
n p 60
(1.1)
可以看出转子的旋转速度是与定子的磁动势的转速相等的。 对于永磁同步电机的电压特性研究，可以利用电动机的惯例来直接写出它的电 动势平衡方程式
U E0 j I d xd j I q xq
1 xd
mU2 1 2 1 xq
1 sin2
xd
（1.4 ）
3
第二章 永磁同步电机物理模型开环仿真
2.1 永磁同步电机模块及仿真
下面对永磁同步电机物理模型的开环进行仿真，在仿真之前先介绍各个单元模 块，以便于对模型进行更好的仿真。
2.1.1 物理单元模块
逆变器单元，逆变是和整流相对应的，它的主要功能是把直流电转变成交流电。 逆变可以被分为两类， 包括有源逆变以及无源逆变。 其中有源逆变的定义为当交流侧 连接电网时，称之为有源逆变；当负载直接与交流侧相连时，称之为无源逆变。
以图 2-1 的单相桥式逆变电路的例子来说明逆变器的工作原理。
S1 io
S3 负载
Ud
Uo
S2
ห้องสมุดไป่ตู้
S4
同步电机的基本工作原理与结构_图文
额定运行时加在 在额定运行状
三相定子绕组上 态下三相定子
的线电压。
绕组的线电流
对同步发电机额定值.之间关系为：
６.2 同步发电机的空载运行
同步发电机被原动机拖动到同步转速，励磁绕组中通入直流 电流 ，定子绕组开路的运行称为空载运行。 电磁关系：
空载电动势 大小：
空载特性：
此种情况下
---直轴分量 ---交轴分量
--直轴同步电抗 --交轴同步电抗
分别表征在对称负载下，单位直轴或 交轴三相电流产生的总电枢磁场在电 枢每一相绕组中感应的电动势。
二、凸极同步发电机的相量图 作图步骤
6.4.2隐极同步发电机的电动势方程、相量图和等效电路
一、电动势方程
电磁关系：
令
电动势平衡方程
不计磁路饱和时有下列关系
--同步电抗
称为“V”形
曲线。
对于一个给定的有功功率输出就有一条V形曲线，有功功率 越大，曲线向上移，因此可是以得到一簇“V”形曲线。
６.6 同步电动机和同步调相机
6.6.1 同步电动机
一、同步电机的可逆原理
同步电机的运行是可逆 的，既可以用作发电机，还 可以用作电动机。
同步电机运行于发电 机状态时，如图所示。
转子
C A
定子绕组
B
机械端口 电端口 定子铁心
返回
返回
1、汽轮发电机结构 （1）定子铁心
返回
1、汽 轮发电 机结构
返回
2、水轮发电机结构
(1)立式水轮发电机
(2)卧式水轮发电机
2、水轮发电机结构转子结构
10000kW水轮机转子
1.发电环节——各种电机 引进600MW汽轮发电机
国产300MW汽轮发电机
同步发电机的基本结构和工作原理
同步发电机的基本结构和工作原理同步发电机是一种采用电磁感应原理将机械能转化为电能的设备。
它是电力系统中最常用的发电机类型之一，其结构和工作原理对于我们深入了解发电机的工作机制具有重要意义。
本文将介绍同步发电机的基本结构和工作原理。
一、基本结构同步发电机的基本结构包括定子、转子、励磁系统和机械部分。
1. 定子：定子是发电机的不动部分，通常由一组三相绕组和铁心构成。
三相绕组均匀分布在铁心上，并通过定子上的三个相序对称的绕组实现电能的产生。
2. 转子：转子是发电机的旋转部分，通常由一组绕组和铁心构成。
转子的绕组称为励磁绕组，其目的是通过旋转产生磁通，并与定子磁通相互作用，从而引发电磁感应。
3. 励磁系统：励磁系统是发电机提供直流电源的部分，通常由励磁机、整流器和调压器组成。
励磁机通过机械能驱动，产生直流电流，并经过整流器和调压器进行稳定和调节。
励磁系统的主要功能是提供足够的电流，以激励转子产生磁通。
4. 机械部分：机械部分包括轴、轴承和飞轮等设备，用于支持转子的旋转以及传递机械能。
二、工作原理同步发电机的工作原理基于电磁感应和电磁力的相互作用。
1. 励磁：当发电机启动时，励磁机产生的直流电流通过励磁绕组，形成转子磁通。
转子磁通的大小和方向决定了转子在定子磁场中受到的电磁力。
若磁通与定子磁场同相，转子将受到斥力；若磁通与定子磁场反相，转子将受到吸力。
通过调整励磁电流的大小和方向，可以控制电机的输出功率和功角。
2. 电磁感应：当励磁电流形成转子磁通后，转子通过与定子磁场的相互作用，产生感应电动势并输出电能。
根据电磁感应定律，当转子绕组被电磁力驱动旋转时，绕组中将产生感应电动势，从而产生电流。
这些感应电流通过定子绕组，形成电磁场，并与转子磁场相互作用，维持着发电机的运转。
3. 同步：同步是指发电机输出的频率和电流与电网频率和电流相匹配。
在发电机输出电能时，通过调整励磁电流和转速来保持发电机的同步，以确保发电机与电网的稳定运行。
同步电机原理和结构
每相感应电势的有效值为(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。
我国电网的频率为50Hz ，故有：(15.3) ◆要使得发电机供给电网50Hz 的工频电能，发电机的转速必须为某些固定值，这些固定值称为同步转速。
例如2极电机的同步转速为3000r/min ，4极电机的同步转速为1500r/min ，依次类推。
只有运行于同步转速，同步电机才能正常运行，这也是同步电机名称的由来。
运行方式◆同步电机的主要运行方式有三种，即作为发电机、电动机和补偿机运行。
作为发电机运行是同步电机最主要的运行方式，作为电动机运行是同步电机的另一种重要的运行方式。
同步电动机的功率因数可以调节，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。
近年来，小型同步电动机在变频调速系统中开始得到较多地应用。
同步电机还可以接于电网作为同步补偿机。
这时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。
© 西安交通大学电机教研室 版权所有，侵权必究 2000.12®水轮发电机水轮发电机的特点是：极数多，直径大，轴向长度短，整个转子在外形上与汽轮发电机大不相同。
大多数水轮发电机为立式。
水轮发电机的直径很大，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；磁极两端有磁极压板，用来压紧磁极冲片和固定磁极绕组。
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。
同步电动机的基本工作原理和结构完美版资料
7.1.2 工作原理
同步电动机工作时，定子的三相绕组中通入三相对 称电流，转子的励磁绕组通入直流电流。 气时数磁于本转工速与隙拉旋，作。定中力转将定在原它子产 作 磁产子定理的旋磁生 用 场生子。大转场旋 而 的极三小磁的转 随 速性相只场磁磁 定 度恒对决与极场子定、称定转对旋的。方绕于子数转静在向组电的相磁止转旋中源速等场磁通子转频度同场入励，，率为步三磁。转这f 旋相绕子就若n 转交组磁是转的60变中场同子，大pf 电通因步磁即小流入受电场转和，时直定动的子定称流子机磁，以、为电磁的极将 转等同流场基子对步同在 同若旋为同隐同1在 同为转根若旋为 同由构根为 同若旋它1为笼同定由构隐旋若旋1若旋步转转兼步极步同定步减子据转转减步于。据减步转转的同便形步子于。极转转转同转转电 子 磁 顾 电 式 电 步 子电 小 主 转 子 磁 小电 旋 转 小电 子 磁 大 步 于 启 电 旋 旋 式 磁 子 磁 步 子 磁动磁场导动多动电三 动磁要子磁场磁 机转子磁 动磁场小电启动动转转多极磁场电磁场机场的磁机用机动相 机滞由形场的滞 有磁形滞 机场的只动动绕机磁磁用式场的动场的工的速性工于工机对 工和转状的速和 旋极状和 工的速决机，组工场极于同的速机的速作磁度能作要作的称 作涡轴的磁度涡 转式的涡 作磁度定的凸。作与式要步磁度的磁度时极、和时求时基绕 时流、不极、流 磁具不流 时极、于基极时转具求电极、基极、，对方机，高，本组 ，损滑同对方损 极有同损 ，对方电本式，子有高机对方本对方定数向械定转定工中 定耗环，数向耗 式转，耗 定数向源工转定的转转的数向工数向子与旋强子速子作通子，、旋与旋，和子旋，子与旋频作子子速子速定与旋作与旋的定转度的的的原入 的定铁转定转定 旋重转定 的定转率原磁的度重的子定转原定转三子，的三场三理三 三子心磁子，子 转量磁子 三子，理极三为量场主子，理子，的相磁这要相合相和相 相铁和极磁这铁 电小极铁 相磁这和的相小合要磁这和磁这大绕场就求绕，绕结交 绕心转式场就心 枢、式心 绕场就结表绕、，由场就结场就小组的是，组其组构变 组采子又的是采 式制又采 组的是构面组制其机的是构的是和中磁同转中转中电 中用绕可磁同用 两造可用 中磁同还中造转座磁同磁同，定通极步子通子通流 通薄组分极步薄 种工分薄 通极步装通工子、极步极步称、入对电铁入细入时 入硅构为对电硅 结艺为硅 入对电有入艺细铁对电对电为转三数动心三而三， 三钢成凸数动钢 构较凸钢 三数动用三较而心数动数动同子相相机常相长相将 相片。极相机片 形简极片 相相机黄相简长和相机相机步的对等的采对，对在 对叠式等的叠 式单式叠 对等的铜对单，定等的等的转极称，基用称气称气 称装和，基装 。、和装 称，基制称、气子，基，基速对电转本高电隙电隙 电而隐转本而 通隐而 电转本成电通隙绕转本转本。数流子工强流均流中 流成极子工成 过极成 流子工的流过均组子工子工p，磁作度，匀，产 ，，式磁作， 电式， ，磁作导，电匀构磁作磁作，转场原合转。转生 转定两场原定 刷两定 转场原条转刷。成场原场原不子因理金子子旋 子子种因理子 和种子 子因理，子和。因理因理会的受。钢的的转 的铁，受。铁 滑，铁 的受。在的滑受。受。因励定锻励励磁 励心如定心 环如心 励定磁励环定定负磁子制磁磁场 磁的图子的 的图的 磁子极磁的子子载绕磁而绕绕。 绕内磁内 电内 绕磁的绕电磁磁77变.. 组场成组组组表场表 流表 组场两组流场场化通磁。通通通面磁面 较面 通磁个通较磁磁而入拉入入入嵌拉嵌 小嵌 入拉端入小拉拉改直力直直直有力有 等有 直力面直等力力变流作流流流在作在 优在 流作分流优作作。1电用电电电空用空 点空 电用别电点用用流而流流流间而间 ，间 流而用流，而而1。随。。。上随上 大上 。随一。大随随定对定对 中对 定个中定定子称子称 容称 子铜容子子旋 的 旋 的量 的旋 环 量 旋 旋转三转三 的三 转将的转转1磁相磁相 同相 磁导同磁磁场绕场绕 步绕 场条步场场同组同组 电组 同连电同同步。步。 动。 步接动步步旋旋机旋起机旋旋转转多转来多转转，，采，构采，，即即用即成用即即转转旋转一旋转转子子转子个转子子以以磁以不磁以以等等极等完极等等同同式同全式同同于于结于的结于于 的极对数p，不会因负载变化而改变。定子旋转磁场或 转子的旋转方向决定于通入定子绕组的三相电流相序， 改变其相序即可改变同步电动机的旋转方向。
(完整版)永磁同步电机的原理和结构
WORD文档可编辑第一章永磁同步电机的原理及结构1.1永磁同步电机的基本工作原理永磁同步电机的原理如下在电动机的定子绕组中通入三相电流，在通入电流后就会在电动机的定子绕组中形成旋转磁场，由于在转子上安装了永磁体，永磁体的磁极是固定的，根据磁极的同性相吸异性相斥的原理，在定子中产生的旋转磁场会带动转子进行旋转，最终达到转子的旋转速度与定子中产生的旋转磁极的转速相等，所以可以把永磁同步电机的起动过程看成是由异步启动阶段和牵入同步阶段组成的。
在异步启动的研究阶段中，电动机的转速是从零开始逐渐增大的，造成上诉的主要原因是其在异步转矩、永磁发电制动转矩、由转子磁路不对称而引等一系列的因素共同作用起的磁阻转矩和单轴转矩下而引起的，所以在这个过程中转速是振荡着上升的。
在起动过程中，质的转矩，只有异步转矩是驱动性电动机就是以这转矩来得以加速的，其他的转矩大部分以制动性质为主。
在电动机的速度由零增加到接近定子的磁场旋转转速时，在永磁体脉振转矩的影响下永磁同步电机的转速有可能会超过同步转速，而出现转速的超调现象。
但经过一段时间的转速振荡后，最终在同步转矩的作用下而被牵入同步。
1.2永磁同步电机的结构永磁同步电机主要是由转子、端盖、及定子等各部件组成的。
一般来说，永磁同步电机的最大的特点是它的定子结构与普通的感应电机的结构非常非常的相似，主要是区别于转子的独特的结构与其它电机形成了差别。
和常用的异步电机的最大不同则是转子的独特的结构，在转子上放有高质量的永磁体磁极。
由于在转子上安放永磁体的位置有很多选择，所以永磁同步电机通常会被分为三大类：内嵌式、面贴式以及插入式，如图1.1所示。
永磁同步电机的运行性能是最受关注的，影响其性能的因素有很多，但是最主要的则是永磁同步电机的结构。
就面贴式、插入式和嵌入式而言，各种结构都各有其各自的优点。
图1-1面贴式的永磁同步电机在工业上是应用最广泛的，其最主要的原因是其拥有很多其他形式电机无法比拟的优点，例如其制造方便，转动惯性比较小以及结构很简单等。
同步电动机的工作原理
同步电动机的工作原理同步电动机的工作原理主要是通过交流电的电磁感应来驱动转子旋转，从而实现与电源同步的运转。
下面将详细介绍同步电动机的工作原理和组成结构。
一、同步电动机的结构同步电动机主要由定子、转子和气隙三部分组成。
定子主要包括机座、定子铁心和定子绕组等部分；转子主要包括转子铁心、轴和滑环等部分；气隙则是定子和转子之间的间隙。
二、同步电动机的工作原理同步电动机的工作原理主要是利用电磁感应原理。
当三相交流电通过定子绕组时，会产生一个旋转磁场。
这个旋转磁场会与转子铁心相互作用，产生一个与旋转磁场同频率的扭矩。
这个扭矩会驱动转子旋转，从而实现与电源同步的运转。
具体来说，当定子绕组中通过三相交流电时，会在定子铁心中产生一个以同步转速旋转的磁场。
这个旋转磁场会切割转子铁心，从而在转子铁心中产生感应电动势和电流。
这个感应电流与旋转磁场相互作用，产生一个与旋转磁场同频率的扭矩。
这个扭矩会驱动转子旋转，实现与电源同步的运转。
在同步电动机的实际应用中，可以通过控制定子绕组中的电流频率和相位来控制电动机的转速和转向。
同时，也可以通过调节励磁电流来调节电动机的输出扭矩和功率。
三、同步电动机的分类根据励磁方式的不同，同步电动机可以分为永磁同步电动机、电磁式同步电动机和反应式同步电动机等类型。
其中，永磁同步电动机是利用永磁体产生磁场的一种同步电动机；电磁式同步电动机是利用电磁感应原理产生磁场的一种同步电动机；反应式同步电动机则是利用电容或电感的变化来调节励磁电流的一种同步电动机。
四、同步电动机的应用同步电动机在工业、交通、电力等领域得到了广泛应用。
例如，在电力系统中，同步电动机被用于驱动大型风机、水泵等设备；在交通领域，同步电动机被用于地铁、轻轨等城市轨道交通系统中；在工业领域，同步电动机被用于驱动各种机械设备的运转。
五、同步电动机的发展趋势随着科技的不断进步和应用需求的不断增长，同步电动机也在不断发展。
未来，同步电动机将朝着高效、节能、环保等方向发展。
同步电动机的基本工作原理和结构
同步电动机的基本工作原理和结构同步电动机是一种常见的交流电动机，它的工作原理是利用磁场的相互作用来将电能转换为机械能。
同步电动机是一种特殊的交流电动机，它是通过将外界电源供电到电机的定子绕组上，产生旋转磁场，与电机的转子磁场相互作用，从而使电机产生转矩，实现电能到机械能的转换。
同步电动机的结构一般包括定子、转子和机壳。
定子是通过绕组组成的电磁铁，用来产生旋转磁场。
转子是与定子磁场相互作用的部分，一般是通过导磁铁片和励磁电流来形成磁场，从而与定子磁场相互作用产生转矩。
机壳则是用来保护和支撑定子和转子的重要结构。
同时，同步电动机中还包括定子绕组的绝缘层、轴承等组成部分，用来确保电机的稳定运行。
1.电源输入：将三相交流电源输入到电机的定子绕组中，同时加上适当的控制电路来控制电机的运行。
2.旋转磁场的产生：定子绕组受到电源供电后产生磁场，这个磁场的旋转速度与电源的频率有关，一般是同步电机的同步转速。
3.转子磁场的产生：转子通过导磁铁片和励磁电流来形成磁场，这个磁场与定子的磁场相互作用，从而产生转矩。
4.产生转矩：两个磁场的相互作用会使转子产生转矩，从而使电机开始旋转。
5.效率提高：通过控制电流的大小和相位来调节电机的转速和输出扭矩，实现电机的高效率工作。
同步电动机的结构和工作原理使其具有很多优点，例如输出功率稳定、转速准确可控、效率高等特点。
它广泛应用于各种工业领域，如风力发电、水力发电、工业生产等。
同时，在家用电器、交通工具和船舶等领域也有着广泛的应用。
总的来说，同步电动机是一种重要的电动机种类，其结构和工作原理相对简单但十分有效。
了解同步电动机的基本工作原理和结构，对于工程技术人员和电机专业人员来说是非常重要的，因为它是现代工业中常见的一种电机类型，对于提高生产效率和降低能源消耗都具有重要作用。
希望通过本文的介绍，读者能够对同步电动机有更深入的了解，进而更好地应用它们于实际生产中。
十四同步发电机结构及工作原理精品PPT课件
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。
同步电机的基本工作原理与结构
同步电机的基本工作原理与结构
同步电机是一种交流电机，其基本工作原理是通过交流电源产生的旋
转磁场与定子磁场达到同步旋转的效果。
同步电机的结构主要由转子、定
子和励磁系统组成。
一、同步电机的基本工作原理
1.定子磁场：
2.旋转磁场：
由于同步电机的构造，它会自动调整转子线圈中的电流，使得旋转磁
场保持和定子磁场同步旋转。
这样，同步电机的转子就能够跟随定子磁场
旋转，产生旋转的动力。
二、同步电机的结构
1.转子：
同步电机的转子一般采用的是绕组，绕组中包含一定数量的线圈。
转
子线圈在转子上形成一个圆柱形的感应电流区，通过感应电流产生的磁场，实现了跟随定子磁场的旋转运动。
转子线圈通常由导体制成，而导体可以
是铜、铝等材料。
2.定子：
3.励磁系统：
同步电机的励磁系统是控制电机旋转的重要部分。
励磁系统一般由励
磁电源、励磁线圈和励磁控制部分组成。
励磁电源通过交流电源产生的电
流来供电励磁线圈，形成磁场。
励磁控制部分负责调节励磁系统的电流，控制电机的转速和输出功率。
具体来说，同步电机的励磁系统有两种类型：恒磁系统和变磁系统。
恒磁系统在运行时磁场强度保持不变，变磁系统可以通过调节电流来改变磁场强度。
总结：。
电机学-同步电机的基本知识和结构ppt课件
➢水轮发电机
转子
特点：转速低，转轴短粗，为凸极式转子。 作用：固定励磁绕组，产生励磁磁场。
定子
特点：固定定子绕组，由硅钢片叠成。 作用：感应电势，通过电流，实现机电能量转换。
同步电机的基本知识和结构
§7-4 同步电机的励磁方式
同步电机工作时必须供给励磁绕组直流电流，以便建立励磁磁场。 提供直流的电源及附属设备统称为励磁系统。获得励磁电流的方 法称为励磁方式。
励磁系统的形式很多，按照励磁系统和发电机的关系，可分为他 励式(separately excited)和自励式(self-excited)两类。
同步电机的基本知识和结构
§7-4 同步电机的励磁方式
一、他励式励磁系统 他励式励磁系统主要有下列几种。 1．直流励磁机励磁系统
if
If
L
Rf
A
K
～G V
同步电动机：PN是指轴上输出的有效机械功率，也用千瓦(kW) 或兆瓦(MW)来表示。对于同步调相机，则用线端的额定无功 功率来表示其容量。以千乏(kVAR)或兆乏(MVAR)为单位。
同步电机的基本知识和结构
§7-5 同步电机的额定值
➢额定电压UN 指在额定运行时电机定子三相线电压，单位为伏(V)或千伏(kV)。
Y
C
Y
C
A
.N
S
XA
n1
Z
B
Z
横截面图 凸极式
N
S
X
.n1
B
隐极式
同步电机的基本知识和结构
§7-2 同步电机的基本工作原理
➢同步发电机
作为发电机运行时，用一原动机拖动转
子旋转，转子励磁绕组中通入直流电，
Y
从而在气隙中产生一旋转的磁场，该磁
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6.1.2 工作原理
同步电动机工作时，定子的三相绕组中通入三相 对称电流，转子的励磁绕组通入直流电流。
在定子三相对称绕组中通入三相交变电流时，将
在气隙中产生旋转磁场。在转子励磁绕组中通入直流 电流时，将产生极性恒定的静止磁场。若转子磁场的 磁极对数与定子磁场的磁极对数相等，转子磁场因受 定子磁场磁拉力作用而随定子旋转磁场同步旋转，即 转子以等同于旋转磁场的速度、方向旋转，这就Байду номын сангаас同 步电动机的基本工作原理。
同步电动机基本工作原理和结构
同步电机与其他旋转电机一样，由定子和转子两大
部分组成。旋转磁极式同步电机的定子主要由机座、铁 心和定子绕组构成。为减小磁滞和涡流损耗，定子铁心 采用薄硅钢片叠装而成，定子铁心的内表面嵌有在空间 上对称的三相绕组。转子主要由转轴、滑环、铁心和转 子绕组构成。为兼顾导磁性能和机械强度的要求，转子 铁心常采用高强度合金钢锻制而成。转子铁心上装有励 磁绕组，其两个出线端与两个滑环分别相接。为便于启 动，凸极式转子磁极的表面还装有用黄铜制成的导条， 在磁极的两个端面分别用一个铜环将导条连接起来构成 一个不完全的笼形启动绕组。
定子旋转磁场与转子的速度为 转速。它的大小只决定于电源频率
n1
f1
60 f1 ，称为同步 的大p 小和定、转
子的极对数p，不会因负载变化而改变。定子旋转磁场
或转子的旋转方向决定于通入定子绕组的三相电流相
序，改变其相序即可改变同步电动机的旋转方向。
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