第五章第五节三相交流同步发电机

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三相同步发电机的基本工作原理

三相同步电机
§ 三相同步发电机的基本工作原理
一、三相同步发电机的基本结构
三相同步发电机由定子和转子两部分组成。
三相同步发电机定子也称为电枢，主要由定子铁心、定子绕组、机座、端盖和轴承部件组成。
同步电机的外形结构
三相同步发电机的转子主要由转子铁心、励磁绕组、集电环、风扇和转轴等组成。
三相同步电机
三峡电站厂房内景图片
同步发电机基本结构
三相同步电机
二、三相同步发电机的基本工作原理当三相同步发电机的励磁绕组接到励磁电源上，产生转子磁
极，由原动机拖动旋转，使转子转速达到同步转速后，在气隙中形成一个旋转磁场。由于三相定子绕组是在空间相隔120°电角度的对称绕组，切割旋转磁场的磁力线后，分别在U 相、V 相和W 相定子绕组上，感应出大小相等、相位上互差120°电角度的三相交流感应电动势，如果气隙中的磁场按正弦规律分布，则三相定子绕组中感应电动势也是按正弦规律变化，其表达式为：
三相定子绕组中感应电动势变化频率与同步发电机转子磁极对数和转速有关。其关系式为：
三相同步电机
同步发电机的工作原理图来自三相同步电机三、汽轮发电机和水轮发电机简介
汽轮发电机的转子
水轮发电机的转子
运行中的汽轮发电机
运行中的水轮发电机
三相同步电机
三相同步电机
三峡水电机组
正在吊装的三峡电站水轮发电机组转子图片

自动装置同步发电机自动调节

第五章同步发电机自动调节励磁第一节概述一、励磁系统1、概念：供给同步发电机励磁电流地电源及其附属设备2、组成：励磁机<或其它励磁供电设备）L<ZB、GLH）手调励磁装置RC自动电压调节器ZTL自动灭磁装置MK 自动调节励磁装置强行励磁装置QLC强行减磁装置QJC二、自动调节励磁装置地作用<略讲）1、保持端电压于定值<f独立运行）⊿P↑→ U↓→ iL↑→ U↑U恒定负反馈2、维持系统电压,实现无功分配<f联网运行）Ux↓→ iL↑→ Q↑→ Ux↑Ux恒定合理分配<Kdc）3、利于系统静态稳定<小扰动）功角特性：Pe=sinδ其中：Pe——发电机传送有功功率δ——与<系统母线电压）相位差或各发电机转子空间位置=+j有励磁调节：=Ed不变,<<xd,dPe/dδ<整步功率系数）↑,Pemax<功率极限）↑4、提高系统暂态稳定<大扰动）如图：1——事故前2——事故中3——事故后<无励磁）——事故后<有励磁）abcd——加速面积s1def——减速面积s2——减速面积s3s1>s2 失步s1=s3 稳定运行在新地平衡点i5、机组甩负荷,强行减磁,限制过压机组内部故障,迅速灭磁三、组成自动电压调节器<ZTL）、强励、强减、灭磁四、对ZTL地基本要求第二节小型水轮发电机地励磁方式一、励磁方式1、分类：↗相复励<移相电抗分流）<1）自励→自并励、自复励<可控硅）↘谐波励磁<三次谐波）特点：由发电机本身提供励磁电流优点：运行维护简单缺点：受系统影响大↗直流励磁机<2）它励↘交流励磁机特点：由发电机本身以外地电源供电优点：可靠性高,受系统影响小缺点：造价高,运行维护复杂2、常用励磁方式：<1）直流励磁机励磁系统<它励）iL=iZTL+iZL励磁电源：L调节方法：手调RC；自动调节iZTL<⊿U）优点：励磁电源可靠缺点：碳刷、换向器维护麻烦,调节速度慢,容量受限制<100MW 以下机组）,机组长度增加<2）交流励磁机励磁系统<它励）a、静止整流器励磁系统励磁电源：L调节方法：ZTL优点：维护简单,无换向器缺点：仍有滑环、碳刷b、旋转整流器励磁系统<无刷励磁）如上图,红色虚框为旋转部分优点：无碳刷、换向器,维护简单缺点：励磁回路无法监测；整流装置需承受较大离心力；灭磁慢3、自并励可控硅静止励磁系统励磁电源：ZB调节方法：ZTL优点：无碳刷、换向器磨损及环火缺点：强励性能取决于机端电压4、直流侧并联地自复励可控硅静止励磁系统励磁电源：ZB<电压源）；GLH<电流源）复励电流取决于：定子电流i；iZTL空载：i=0<GLH无输出）,由ZB提供iL负载：ZB ↘→iLGLH ↗短路：Id↑GLH提供强励iL开机：ZB、GLH无输出,设起励装置优点：强励电流大；两个励磁电源互为备用,避免失励5、交流侧串联自复励可控硅静止励磁系统励磁电源：ZB；GLH——铁芯带气隙地电抗变压器合成电势→可控硅整流→iL<反映Uf、If、cosφ大小,相复励特性）优点：相复励特性<相位补偿）——cosφ↓→Uf↓补偿<IL↑）缺点：GLH激磁电抗大,效率低6、三次谐波<自励恒压）励磁系统励磁电源：发电机定子槽中一组独立谐波绕组优点：自动调节性能<P↑→谐波电压U↑→iL↑→U↑）；强励性能<短路→谐波电压U↑→iL↑→U↑）复习提问：1、励磁系统概念、作用对象及组成2、自励、它励区别3、自并励、自复励区别4、相复励箱位补偿含义第三节继电强行励磁和强行减磁一、强励地作用概念：系统电压急剧下降时迅速将发电机励磁电流增至最大值地自动装置作用：P79二、强励性能地衡量指标1、励磁电压上升速度定义：强励时第一个0.5s时间内测得地强励电压上升平均速度,用额定励磁电压倍数表示υ=<一般υ=0.8~1.2 1/s）2、强励顶值电压倍数定义：强励时最高励磁电压与额定励磁电压之比KQ=ULm/ULe<一般KQ =1.8~2倍）3、强励允许时间1min左右三、继电强行励磁装置1、原理接线图a、组成：1YJ、2YJ、1YZJ、2YZJ、XJ、QLC<QLC接点为常开,图中有误）b、原理：UF↓80~85%Ue 强励动作RC短接；发信号UF恢复强励复归c、接线特点：1YJ、2YJ串接：防1YH<2YH）熔断器熔断,强励误动作DL1辅助触点：F起动、事故跳闸时闭锁QLC<退出）BK切换开关：投切QLCd、保证最大动作机率并列运行各机组,其低压元件接于不同地相间电压上<而每台机中地两个低压元件应接于同一相间电压上）e、与复励调节器配合考虑ZTL对某些故障丧失强励能力,依靠继电强励f、采用正序滤过器提高强励装置灵敏度——可反映各种不对称短路g、确保低电压继电器动作两YH箱位不同时,应确保两YJ反映同一故障四、继电强行减磁装置<仅用于水轮发电机）1、减磁地作用a、机组甩负荷b、机组内部故障,灭磁引起地励磁机甩负荷2、强减地取得方式a、ZTL负反馈b、继电器、直流接触器等<同强励）c、灭磁开关辅助触点<MK跳开,自动接入强减电阻）3、继电强行减磁装置地原理接线图与强励地区别：<1）接线强减强励1YJ、2YJ YJ<低电压继电器） <过电压继电器）<2）强励：↓R↑IL强减：↑R↓IL相同之处：改变励磁回路阻值改变励磁大小原理：U>1.15Ue 强减动作Rjc接入；发信号U Ue 返回第四节复式励磁和相位复式励磁复习：发电机外特性曲线：iL恒定,Uf=f<If）<比较cosφ=0.9,0.8,0.7曲线特点>发电机调节特性曲线：Uf恒定,iL=f<If）<比较cosφ=0.9,0.8,0.7曲线特点>一、复式励磁1、特点：根据发电机定子电流If地变化而自动调节励磁2、接线：P85图4-16组成元件：电流互感器LH复励变压器FZB<变压、隔离交、直流）复励整流桥FZL复励调节电阻Rft复励开关FK3、原理：iL=iZL+ifL<1）ifL=0ifL=0iL=iZL<调节Rc地大小来满足空载额定电压地需要）<2）ifL≤10~20%Ie<ifL较小）ifL=0iL=iZL<整流桥地输出电压被“封锁”）<3）ifL>10~20%IeiL=iZL+ifL<If↑→ifL↑）复励特性及装有复励地发电机外特性如图4-17所示只有A、B两点能保持Uf=Ue4、功率因数cosφ地影响iL只反映If大小,不反映cosφ大小cosφ↓Uf↓<复励特性与调节特性偏移较大）5、手动调节RftRft作用：If、cosφ变化时,维持Uf恒定；平滑退出复励Rft对发电机外特性地影响见图4-19<b）另：调节Rc也可维持Uf恒定,但Rc位置在使用复励时一般不变Rc对发电机外特性地影响见图4-19<a）6、短路时地工作情况Id↑→ifL↑具有一定强励特性<但受铁芯饱和限制）二、相位复式励磁1、接线P87图4-20XFB：相复励变压器2、原理：==<其中：）取||、||为定值,以为cosφ地函数作出矢量图P88图4-213、特点：<1）相复励地输出电流与、和cosφ三者有关<2）cosφ↓→||↑相位补偿<cosφ=1→||最小cosφ=0→||最大）<3）电压互感器YH断开复式励磁<4）空载或负荷电流较小“电压源”保证一定地电流输出<5）DK作用：正常运行或靠近机端短路时,限制“电流源”在WV 回路中地汲出电流,增加在W2回路中地输出电流b5E2RGbCAP三、小结1、复励与相复励均能反映定子电流地变化自动调节励磁,并有一定地强励性能；但前者仅反映定子电流绝对值,而后者则反映定子电流绝对值及端电压和cosφ,具有较好地补偿特性.2、单独使用复励与相复励均不能维持端电压恒定,须与电压校正器配合.3、相复励必须采用DK,若无DK,则正常运行时复励环节作用甚微；且机端短路将失去强励能力.复习提问：1、复励装置中下列元件地作用：FZB、FK2、Rft、RC作用3、复励特点,与相复励相同与不同之处介绍复励与相复励地工作特点：复励：If↑→Uf↓——If↑→IL↑→Uf↑补偿相复励：If↑→Uf↓——If↑→IL↑→Uf↑cosφ↓→Uf↓补偿——cosφ↓→IL↑→Uf↑结论：单独使用均不能保证Uf恒定与可控硅静止励磁装置地比较：可控硅励磁：Uf-Ue=⊿U→调节IL调节效果好,考虑了引起⊿U变化地各种因素影响,包括If、cosφ等复习提问：1、强励性能地两个衡量指标、意义2、继电强励、强减相同与不同之处3、继电强励接线特点<同一机组、不同机组）4、继电强励接线DL辅助接点作用第五节可控硅静止励磁装置地基本电路一、可控硅静止励磁装置地组成<结合框图讲解）<一）基本工作单元：测量变压器 Ue 测量比较 If、Uf、cosφ→⊿U电流调差综合放大⊿U→UK移相触发UK→Ug<α）励磁电源功率输出可控硅桥式整流 Ug<α）→UL<iL）保护附加回路<二）辅助工作单元：起励手动、自动切换低励<最小励磁限制）过励<电流限制）二、种类TKL型：适用1000~10000KW水轮发电机TKL-11：自并列 ZTL<ZB）小型机组TKL-21：自复励复励+ZTL 大型机组<GLH）<ZB）三、可控硅静止励磁装置功率输出电路励磁电源可控硅整流电路保护附加回路<一）励磁电源1、自并列TKL-11：ZBUL=1.35U其中：U——半控桥三相对称线电压<ZB副边）α——控制角2、自复励TKL-21：ZB 30~40%ILeGLH 60~70%ILe空载：IL0=IZTL负载：IL1=IZTL1+IFL1如图：复励太强——调节器失去作用复励太弱——调节器负担过重复习提问：1、可控硅静止励磁装置地组成及作用2、TKL-11、TKL-21励磁电源地差别<二）可控硅整流电路1、三相半控桥式整流电路三只可控硅——共阴极组；三只二极管——共阳极组可控硅导通条件：阳极电位高于阴极<正向阳极电压）控制极加入正触发脉冲可控硅截止条件：阳极与阴极间加反向电压<或通过电流小于维持电流）整流二极管导通条件：阴极电位最低控制角：可控硅在正向电压下不导通地角度范围α<未加触发脉冲地角度）α=0——可控硅在刚进入正向电压瞬间加触发脉冲导通角：可控硅在正向电压下导通地角度范围β自然换向点：三相瞬时电压地交点移相：改变加入触发脉冲地时刻以改变控制角α,称触发脉冲地移相α地变化范围称移相范围<α=0~1800,且α=0对应本相相电压300）<课堂练习：画出三相交流电压波形,并画出α=300、900时地各相触发脉冲位置）<1）三相半控桥触发脉冲地移相要求P106<2）输出电压波形<略）介绍方法：分析每一区间哪个KGZ、GZ导通该区间输出电压值a、α=0 三相桥式全波整流阳极电位最高地可控硅触发导通阴极电位最低地二极管触发导通ωt1~ωt2：Ud=UABUA最大——1KGZ导通 UB最小——6GZ导通。

三相交流发电机原理

三相交流发电机原理一、引言三相交流发电机是一种常见的发电设备，广泛应用于发电厂、工业生产和家庭用电等领域。

本文将详细介绍三相交流发电机的原理。

二、电磁感应原理2.1 电磁感应的基本概念电磁感应是指导体中的磁场发生变化时，会在导体中产生感应电动势的现象。

根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小与磁场变化率成正比。

2.2 三相交流发电机的结构三相交流发电机由转子和定子组成。

转子是旋转部分，由磁极和绕组构成；定子是固定部分，由三相绕组构成。

2.3 三相交流发电机的工作原理当三相交流发电机的转子旋转时，磁场的变化导致定子中的三相绕组中产生感应电动势。

这三相绕组的排列方式分别是120度相位差的，这样可以产生三相电压。

三、三相交流发电机的工作过程3.1 发电机的励磁三相交流发电机的励磁通过直流电源提供，通常使用励磁电流来激励转子产生磁场。

3.2 电磁感应产生感应电动势当励磁后的转子旋转时，转子磁场的变化会导致定子中的三相绕组中产生感应电动势。

3.3 三相电压输出三相绕组中产生的三相感应电动势会输出到外部负载中，形成三相交流电压输出。

3.4 控制发电机的输出电压通过调节励磁电流的大小，可以控制发电机的输出电压。

增大励磁电流可以增大输出电压，减小励磁电流可以减小输出电压。

四、三相交流发电机的优点1.输出电压稳定：三相交流发电机输出的电压较为稳定，适合供电设备对电压稳定性要求较高的场合。

2.效率高：三相交流发电机的效率较高，能够更好地转换机械能为电能。

3.输出功率大：三相交流发电机的输出功率较大，能够满足大型电力设备的供电需求。

4.结构简单：三相交流发电机的结构相对简单，维护和操作较为方便。

五、三相交流发电机的应用1.发电厂：三相交流发电机是发电厂常用的发电设备，用于产生大量的电能供应给城市和工业生产。

2.工业生产：三相交流发电机广泛应用于工业生产中，为各种设备提供电力支持。

3.家庭用电：三相交流发电机可以通过变压器将高压电转换为家庭用电的低压电，为家庭提供稳定的电力供应。

三相同步发电机工作原理

三相同步发电机工作原理
三相同步发电机是一种将机械能转化为电能的设备。

它基本上由转子和定子两部分组成。

转子是旋转部分，通常由强磁性材料制成，如永磁体或电磁体。

转子上的磁极与定子上的磁极相匹配，以产生磁场。

定子是静止部分，通常由绕组和磁极组成。

绕组通常是由绝缘电线绕成的线圈，每个线圈代表一个相位。

在三相同步发电机中，一共有三个线圈，分别对应三个相位。

工作原理如下：
1. 初始状态下，转子上的磁极和定子上的磁极相互吸引，使得转子开始旋转。

2. 当转子旋转时，转子上的磁极经过定子绕组时，会在绕组中产生电流。

3. 根据法拉第电磁感应定律，当电流通过定子绕组时，会产生一个磁场，该磁场与转子上的磁场相互作用，产生一个力矩，将转子继续推动。

4. 因为绕组被划分为三个相位，所以当转子旋转时，三个相位的绕组会分别产生电流。

这三个相位的电流之间存在120度的相位差，这使得输出的电流是三相交流电。

5. 通过适当的连接方式，可以将输出的三相交流电进行整流和变压处理，以满足各种应用的电能需求。

总体而言，三相同步发电机的工作原理是利用磁场相互作用和电磁感应的原理，将机械能转化为电能输出。

三相同步发电机的结构和工作原理

发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。

定子由定子铁芯、线包绕组、机座以及固定这些部分的其他结构件组成。

转子由转子铁芯(或磁极、磁扼)绕组、护环、中心环、滑环、风扇及转轴等部件组成。

由轴承及端盖将发电机的定子，转子连接组装起来，使转子能在定子中旋转，做切割磁力线的运动，从而产生感应电势。

发电机曲轴带动发电机的转子，利用“电磁感应”原理，发电机就会输出感应电动势，经闭合的负载回路就能产生电流。

主磁场的建立：励磁绕组通入直流励磁电流，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：引擎曲轴拖动转子旋转（给电球输入机械能），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。

通过接线端子引出，接在回路中，便产生了电流。

励磁机整流器转子定子AVR (自动电压调节器)风扇飞轮连接盘出线端子向同步发电机的转子励磁绕组供给励磁电流的整套装置叫做励磁系统。

励磁系统是同步发电机的重要组成部分。

转子的励磁绕组通入直流电流，产生接近于正弦分布磁场（称为转子磁场），其有效励磁磁通与静止的电枢绕组相交链。

转子旋转时，转子磁场随同一起旋转、每转一周，磁力线顺序切割定子的每相绕组，在三相定子绕组内感应出三相交流电势。

发电机带对称负载运行时，三相电枢电流合成产生一个同步转速的旋转磁场。

定子磁场和转子磁场相互作用，会产生制动转矩。

从引擎输入的机械转矩克服制动转矩而作功。

发电机可发出有功功率和无功功率。

转子磁场的强弱直接影响定子绕组的电压，所以，调发电机端电压或调发电机的无功功率必须调节转子电流。

发电机的有功功率和无功功率几何相加之和称为视在功率。

有功功率和视在功率之比称为发电机的功率因数，发电机的额定功率因数一般为0.8。

三相交流永磁同步电机工作原理

一、概述三相交流永磁同步电机是一种广泛应用于工业和家用领域的电动机，其具有高效率、高可靠性和良好的动态特性等优点。

了解其工作原理对于工程师和技术人员来说十分重要。

本文将介绍三相交流永磁同步电机的工作原理及其相关知识。

二、三相交流永磁同步电机的结构1. 三相交流永磁同步电机由定子和转子两部分组成。

2. 定子上布置有三组对称的绕组，相位角相互相差120度，通过三个外接电源输入相位相同但是相位差120°的交流电，产生一个与该交流电相位速度同步的旋转磁场。

3. 转子上有一组永磁体，产生一个恒定的磁场。

三、三相交流永磁同步电机的工作原理1. 三相交流电源提供了旋转磁场，使得转子上的永磁体受到作用力。

2. 转子上的永磁体受到旋转磁场的作用力，产生转矩，驱动机械装置工作。

3. 根据洛伦兹力的作用原理，当转子转动时，永磁体受到旋转磁场的作用力，产生转矩，这就是永磁同步电机产生动力的原理。

四、三相交流永磁同步电机的控制方法1. 空载时，调节供电频率和电压等参数，使得永磁同步电机的转速等于旋转磁场的转速。

2. 负载时，通过改变电源提供的电压和频率，调节永磁同步电机的转速。

五、三相交流永磁同步电机的应用领域1. 工业生产线上的传动设备，如风机、泵、压缩机等。

2. 家用电器，如洗衣机、空调、电动车等。

六、结语通过本文的介绍，我们可以了解到三相交流永磁同步电机的结构、工作原理和控制方法等方面的知识。

掌握这些知识可以帮助工程师和技术人员更好地设计、应用和维护三相交流永磁同步电机，促进其在工业和家用领域的广泛应用。

七、三相交流永磁同步电机的优势1. 高效性能：三相交流永磁同步电机的永磁体产生恒定磁场，与旋转磁场同步工作，因此具有高效率和较低的能耗。

2. 高动态响应：由于永磁同步电机的磁场是固定且稳定的，因此可以实现快速响应和高动态性能，适用于需要频繁启动和变速的场合。

3. 高可靠性：永磁同步电机不需要外部激励，减少了绕组的损耗，使得其具有较高的可靠性和长寿命。

三相同步电机的工作原理

三相同步电机的工作原理
三相同步电机是指以三相交流电为动力源的电动机。

它有三个基本组成部件：转子、定子和机壳。

电动机在起动时，定子产生旋转磁场，转子切割磁力线，使转子感应出电（即感应电流），该电流与定子旋转磁场的磁场方向相反，产生磁势，并带动定子旋转。

三相同步电机的结构与普通电动机基本相同，它由定子和转子组成。

定子绕组由两个平行四边形的铝框构成，它由电源经导线与两个绕组连接。

当电源通入三相交流电时，经换向器连接在铝框上的两个绕组中产生三相对称电流。

当电机在运行时，换向器两端的电压为零，三相电流便通过铝框和电机轴进入电机内部。

定子绕组由两个三角形铁心组成，它们通过联轴器连接在转子上。

由于定子绕组中没有旋转磁场，转子上感应出的电压为零，在转子上不产生电流。

当电动机启动后，由于转子旋转时在定子和转子绕组中产生电磁场作用于定子旋转磁场时所产生的磁拉力的作用下，定子绕组中便产生感应电流。

—— 1 —1 —。

三相同步交流发电机的工作原理

三相同步交流发电机的工作原理在现代工业中，发电机是一个至关重要的设备，其作用是将机械能转换为电能。

而三相同步交流发电机是一种常见的发电机类型，其工作原理是基于三相交流电的产生和传输。

让我们来了解一下三相同步交流发电机的基本结构。

通常，这种发电机由转子和定子两部分组成。

转子是旋转的部分，通常由导体绕组和磁场组成，而定子是固定的部分，也包含导体绕组和磁场。

在发电机运转时，转子和定子之间会产生磁场相互作用，从而产生电能。

三相同步交流发电机的工作原理可以归纳为以下几个步骤：1. 旋转磁场产生：当发电机的转子旋转时，通过电流在转子绕组中产生一个旋转磁场。

这个旋转磁场会与定子上的磁场相互作用，从而诱导出电动势。

2. 三相交流电产生：由于三相同步交流发电机中有三个相互位移120度的绕组，因此会产生三相交流电。

这三相交流电的频率与转子的旋转速度有关，通常是60Hz或50Hz。

3. 输出电能传输：产生的三相交流电会经过发电机的输出端子传输至外部电路。

在外部电路中，可以通过变压器、整流器等设备将交流电转换为直流电或提高电压等操作。

总的来说，三相同步交流发电机的工作原理是利用旋转磁场和磁场相互作用产生电动势，进而产生三相交流电并输出至外部电路。

通过合理设计和控制转子和定子的结构和电流，可以实现高效稳定的电能转换。

在工业生产中，三相同步交流发电机被广泛应用于发电厂、风力发电机组、水力发电机组等设备中。

其高效稳定的工作原理使其成为现代电力系统中不可或缺的设备之一。

总的来说，三相同步交流发电机的工作原理是基于旋转磁场和磁场相互作用产生电动势，进而产生三相交流电。

通过合理设计和控制，可以实现高效稳定的电能转换。

这种发电机在现代工业中扮演着重要的角色，为人类社会的发展提供了可靠的电力支持。

三相同步电动机

三相同步电动机同步电机是一种转子转速与定子旋转磁场的转速相同的交流电动机。

其转子转速n与磁极对数p、电源频率f之间满足n=60f/p。

转速n决定于电源频率f，故电源频率一定时，转速不变，且与负载无关。

具有运行稳定性高和过载能力大等特点。

常用于多机同步传动系统、精密调速稳速系统和大型设备等。

一、同步电机的基本结构同步电机的结构型式多样，转子结构有隐极式和凸极式，四极以上的同步电机转子多用凸极式。

安装方式有卧式、悬挂式、半悬挂式和立式等。

同步电机一般都由定子、转子、轴承、底板、端盖以及集电环、刷架构成，防护等级为IP44以上的电机还包括冷却器。

下面对上述各部件作简要说明：1、定子定子由机座、定子铁心和定子线圈及支撑定子线圈端部的端箍和支撑件等构成。

1.1机座机座有圆形机座和方形机座(箱式结构)，均由钢板焊接而成。

大型卧式安装的圆形机座的电机，机座中心可下沉，机座下部有时下沉到安装平面以下的地坑里，因而电机的中心高不受外圆尺寸限制。

方形机座一般用在防护等级要求较高的电机，多采用空-空冷却或空-水冷却，冷却器一般置于机座的上方，电机铁心外径受中心高限制，机座下部一般不低于安装平面。

1.2定子铁心定子铁心由机座和压装在机座内的硅钢板组成。

铁心压装分为内压装和外压装：内压装即以机座内圆定位，等硅钢片压入机座再用拉紧螺杆和压圈拉紧固定在机座上；外压装即先制作铁心骨架,硅钢片压装在骨架中，嵌线后经真空压力浸漆处理再套入机座内。

1.3定子线圈定子线圈由具有相应绝缘和电压等级的电磁线绕制而成，经过匝间和对地耐电压试验合格的线圈才能嵌入定子铁心槽内。

线圈直线部分用槽楔压紧，端部用涤纶套管装线圈、端箍和支撑件牢牢的绑扎在一起，经过浸漆处理后，整个定子成为一个牢固整体。

定子线圈可以有B级和F级绝缘，特殊情况也有H级绝缘，10KV以上都采用F级。

定子线圈是电机关键的部件，容易因弄脏、受潮、绝缘损坏而使电机烧坏，使用维护时要非常注意保护。

三相交流同步电动机上课讲义

2020/6/15
Exit 23
• 直轴、交轴电枢反应磁势分别产生直轴电枢反应磁通和交轴电枢反应磁通，从而在电枢绕组中分别产生直轴电枢反应电势和交轴电枢反应电势。若铁心不饱和，则有
Ead jId X ad
Eaq jIq X aq
其中 Xad——为直轴电枢反应电抗，它与直轴磁路的磁
阻成反比；
• 转矩平衡方程式
P2 Pm Pjx Pf j Pm P0
两边同除以同步角速有度
式中
MMMM0e22mPPMP02m/em/ 11 —M— 1 —0输空电出载磁转转转矩矩;矩。；
可用电枢反应电抗Xa的压降来反应。
• 凸极式同步电动机的电枢反应和电枢磁势
（1）同步电动机的凸极效应使得电枢反应磁场的磁感应强度分布发生畸变。而且随着转子相对电枢磁势的位置不同，电枢磁场的分布也不同。
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同步电动机工作原理
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§6-1 同步电动机的工作原理定子
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§6-1 同步电动机的工作原理定子
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同步电动机工作原理
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§6-1 同步电动机的工作原理
同步电动机是一种定子边用交流电流励磁以建立旋转磁场，转子边用直流电流励磁所构成旋转磁极的双边励磁的交流电动机。
三相交流同步电动机
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（1）定子和三相交流异步电动机定子完全一样。电动机的定子又称为电枢。有定子铁心、三相对称

三相交流励磁同步电机的工作原理

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三相交流同步发电机的励磁方式

三相交流同步发电机的励磁方式
按同步发电机的励磁电源的不同有两种基本类型，即自励和他励。

设有专用励磁电源的称为他励方式。

目前船舶同步发电机都采用自励形式，其直流励磁电流由自身输出的交流电经过整流并调节后获得。

各磁极励磁线圈连接后构成同步电机的直流电路，各励磁线圈之间的连接极性应使得所产生的磁极极性NS相邻。

为从外部将直流励磁电流引人旋转的励磁线圈中，须将励磁绕组的两个出线端分别接到固定在转轴上的两个滑环上。

两个滑环彼此绝缘并对轴绝缘。

通过固定的电刷装置与滑环的滑动接触将直流电流引入励磁线圈。

为降低滑环和炭刷装置带来的维护保养问题，近年来无刷发电机得到推广和使用。

与普通发电机组相比，除具有相同的同步主发电机外，无刷发电机还由中频交流励磁机和旋转整流器组成。

交流励磁机的转子和旋转整流器与发电机转子连在同一根轴上，故无刷发电机的轴向尺寸较长。

通常同步发电机采用旋转磁极式，交流励磁机采用旋转电枢式。

由于是同轴旋转,这样交流励磁机发出的中频交流电经同轴的旋转整流器整流成直流电，再送至同轴的主发电机励磁绕组，因此取代了炭刷与滑环。

有些磁极铁芯顶面圆周槽内还嵌放短路的鼠笼条，称为阻尼绕组。

阻尼绕组对暂态过程中可能引起的转子振荡起阻尼作用，有增强同步发电机并联运行的稳定性、抑制柴油机的谐波转矩和加大自整步力矩等作用，同时它也能提高发电机承担不对称负载的能力。

对于同步电动机阻尼绕组也是作为异步启动的“启动绕组”。

电工基础三相交流电路课件

表示；
2）线电压 U L
即各绕组首端与首端之间的电压，即任意两根相线之间的电压叫做线
电压，其有效值分别用 U UV 、U VW 、U WU 表示。
相电压与线电压参考方向的规定：
相电压的正方向是由首端指向中点N，例如电压U U 是由首端U1指向中点N；线电压的方向，如电压是由首端U1指向首端V1。如图5.3所示。
eUeVeW0
在图5-2（b）中还可看出三相正弦交流电动势的相量和也等于零，即
E UE VE W0 电工基础三相交流电路课件
5．1．1 三相交流电的产生
把它们称做三相对称电动势，规定每相电动势的正方向是从线圈的末端指向首端(或由低电位指向高电位)。
5．1．2 三相电源与负载的连接
案例5．2 发电站由三相交流发电机发出的三相交流电，通过三相输电线传输、分配给不同的用户。一般发电站与用户之间有一定的距离，因此采用高压传输，而不同用户用电设备不同。如：工厂的用电设备一般为三相低压用电设备，且功率较大；家庭用电设备一般为单相低压用电设备，功率小。我们都听说过或看到过三相三线制供电方式和三相四线制供电方式。它们有何不同？如何连接？
三相交流电与单相交流电相比具有如下优点：（1）三相交流发电机比功率相同的单相交流发电机体积小、重量轻、成本低；（2）电能输送，当输送功率相等、电压相同、输电距离一样，线路损耗也相同时，用三相制输电比单相制输电可大大节省输电线有色金属的消耗量，即输电成本较低，三相输电的用铜量仅为单相输电用铜量的75%；（3）目前获得广泛应用的三相异步电动机，是以三相交流电作为电源，它与单相电动机或其它电动机相比，具有结构简单、价格低廉性能良好和使用维护方便等优点。因此在现代电力系统中，三相交流电路获得广泛应用。

三相同步交流发电机工作原理

三相同步交流发电机工作原理三相同步交流发电机是一种常见的发电机，它是由转子和定子两部分组成。

转子是由磁极组成，而定子则是由三个相互独立的绕组构成。

这三个绕组分别称为A、B、C相绕组，它们之间的夹角为120度。

当转子旋转时，磁极会在定子上产生交变电动势，从而使发电机输出交流电。

三相同步交流发电机的工作原理可以分为两个方面：磁场和电路。

首先是磁场方面。

在三相同步交流发电机中，转子上的磁极会在定子上产生磁场。

这个磁场是由直流激励器提供的直流电源产生的。

当直流激励器提供直流电源时，它会通过旋转换向器将直流信号转换为交变信号，然后通过旋转整流器将交变信号变回直流信号，并提供给发电机的旋转部分。

这样就能够保证在转子上形成一个恒定的磁场。

其次是电路方面。

当发电机开始运行时，它会产生一个初级感应电动势，在定子绕组中形成一个初级感应电流。

这个初级感应电流会在定子绕组中产生一个磁场，这个磁场与转子上的磁场相互作用，从而使转子开始旋转。

随着转子的旋转，它会在定子绕组中产生一个交变电动势，这个交变电动势会通过三个相互独立的绕组输出三相交流电。

三相同步交流发电机的输出电压和频率是由旋转速度和定子绕组数目决定的。

当发电机运行时，它必须保持恒定的旋转速度，否则输出电压和频率就会发生变化。

为了保持恒定的旋转速度，发电机通常会与调速器和稳压器配合使用。

调速器可以控制发电机的旋转速度，在负载变化时自动调整输出功率。

稳压器则可以控制输出电压，在负载变化时自动调整输出电压。

总之，三相同步交流发电机是一种常见的发电机，它能够通过恒定的磁场和初级感应电流产生三相交流电。

它需要与调速器和稳压器配合使用才能保持恒定的旋转速度和输出功率。

三相交流同步发电机工作原理

三相交流同步发电机工作原理今天咱们来唠唠三相交流同步发电机的工作原理，这可超级有趣呢！咱先得知道啥是三相交流同步发电机。

简单说呢，这就是一个能把机械能变成三相交流电的神奇机器。

想象一下，就像是一个魔法盒子，这边把转圈圈的机械能塞进去，那边就冒出三相交流电来啦。

那它为啥能这么干呢？这就得说到它的内部构造啦。

它里面有定子和转子这两个重要的部分。

定子就像是一个固定的大圆圈，稳稳地待在那里。

它上面绕着好多好多的线圈呢，这些线圈可都是有大作用的。

而转子呢，就像是一个调皮的小陀螺，它可以在定子中间欢快地转圈圈。

当我们给转子一个外力，让它开始转动的时候，好玩的事情就发生了。

转子上面有磁场，这个磁场就随着转子一起转呀转。

就好比一个小磁精灵在定子中间跳舞呢。

这个转动的磁场会在定子的线圈里搞出一些动静来。

因为磁场在不断地变化位置，根据电磁感应定律，定子线圈里就会产生感应电动势啦。

这就像是小磁精灵在和线圈玩游戏，它每经过一次，线圈就被“电”一下，产生一点电动势。

那为啥是三相呢？这是因为定子的线圈是按照特定的方式分布的。

就像把定子这个大圆圈分成了三个部分，每个部分的线圈产生的交流电都有自己的节奏。

这三相的交流电它们的波形就像三个小伙伴，按照一定的顺序依次达到最大值和最小值。

它们相互配合，就像一个和谐的小团队。

你看啊，当转子匀速转动的时候，三相交流电就源源不断地产生了。

而且它们的频率是和转子的转速有密切关系的。

转子转得越快，交流电的频率就越高。

就好像是小磁精灵转得越快，它和线圈玩游戏的速度也就越快，产生的电的频率也就跟着提高啦。

这个三相交流同步发电机在我们的生活里可是超级大明星呢。

比如说在发电厂里，那些巨大的发电机组就是靠着这个原理来发电的。

无论是烧煤的火力发电厂，还是用水力推动的水电站，都是让转子转动起来，然后就有三相交流电产生啦。

这些电就像一个个小信使，通过电网跑到我们的家里，让我们的电灯亮起来，电视能播放节目，冰箱可以制冷。

三相交流同步发电机

此系列发电机主要用于城镇、乡村、工地、山区及牧场等的照明及动力的三相交流电源,也可作为应急的备用电源。

发电机为防滴转场式,采用三次谐波励磁方式,使用安全可靠,维护简单方便。

发电机为三相四线制,采用带有中性的星形接法,额定电压为400V,相电压为230V,频率为50HZ,功率因素0.8 (滞后),根据客户要求,我们也可提供60HZ及其电压的发电机。

发电机与原动机可直接联接或用三角皮带联接,正反转额定连续运行,当原动机转速变化为3%时,负载从0-100%,COS在1.0-0.8范围内任意变化时,其额定电压均在允许的范围内,恒压性能优良,瞬态性能好;同时,无需任何起动装置℃就能直接起动70%容量的笼型异步发电机。

使用条件：在下列条件下发电机能正常运转且输出额定功率。

海拔：不超过 1000m冷却温度：258~313K(-15o C~40o C)相对湿度：不超过 90%技术参数:三相发电机主要是三相交流同步发电机。

其转子通常为直流励磁线圈产生的电磁铁，为发电机工作提供磁场。

定子是在空间互差120度电角度的三相交流绕组（按照一定规律连接的线圈组称为绕组）。

当给转子线圈通入直流电且由原动机带动三相同步发电机的转子旋转时，转子磁场对定子的三相绕组有相对运动，定子的三相绕组就感应三相交流电。

调节转子线圈通入直流电流的大小，可以改变定子的三相绕组电压的大小，改变原动机的转速，可以改变定子的三相绕组电压的频率。

三相交流发电机励磁原理利用导线切割磁力线感应出电势的电磁感应原理，将原动机的机械能变为电能输出。

同步发电机由定子和转子两部分组成。

定子是发出电力的电枢，转子是磁极。

定子由电枢铁芯，均匀排放的三相绕组及机座和端盖等组成。

转子通常为隐极式，由励磁绕组、铁芯和轴、护环、中心环等组成。

汽轮发电机的极数多为两极的，也有四极的。

转子的励磁绕组通入直流电流，产生接近于正弦分布磁场（称为转子磁场），其有效励磁磁通与静止的电枢绕组相交链。

三相交流同步发电机的组成及工作原理介绍

三相交流同步发电机的组成及工作原理介绍三相同步发电机由原动机拖动直流励磁的同步发电机转子，以转速n(rpm)旋转，根据电磁应原理，三相定子绕阻便感应交流电势。

定子绕阻若接入用电负载，电机就有交流电能输出。

若认为磁路不饱和，则电枢磁势与磁极磁势各自产生相应的磁通，并在定子绕阻内感因电势。

对于极电机，电枢磁势所感应的电势可以表示为Ea=-jIaXa. Xa被称为电枢反应电抗。

Xa+Xσ=Xs隐极同步发电机的同步电抗。

对于凸极电机，因直轴.交轴处磁阻不同，可将电枢磁势分解成Fad和Faq分别研究。

它们所感应的电势分别写成Ead=-jIdXad和Eaq=-jIqXaq，式中Xad.Xaq分别是直轴及交轴电枢反应电抗。

Xad+Xσ=Xd.Xaq+Xσ=Xq,Xd和Xq分别为直轴同步电抗和交交轴同步电抗。

Xσ为漏磁通引起的电抗。

同步电抗是决定同步电机性能的一个重要参数，通个开路实验和稳态实验就可求取。

同步发电机的空载特性是一个很重要的特性，它直接影响着电机的其它特性，通个开路实验还可以发现励磁系统的故障。

态短路特性和零功率因数特性也都属于同步电机的重要特性，和空载特性配合，可以求出同步发电机的态参数及确定出补偿电枢的励磁电流。

同步发电机的外特性曲线用来求取电机运行时的重要指标之一及电压调整率。

同步发电机的调整特性可使运行人员知道在功率因数一定时，不改变端电压值.负载电流到多小而不使励磁电流超过规定值。

国家标准"GB1029" 对三相同步电机的实验方法作了具体规定，适用于普通三相同步发电机的型式实验或检查实验。

通过实验可以确定该电机各性能指标。

各种电机的效率和电压调整率均在部颁标准的相应技术条件中有具体规定，将实验结果与标准规定数据比较即可确定某同步发电机的质量和性能了。

若求取额定励磁电流和电压变化率，一般用做图法，跟国家标准GB1029介绍，其具体步骤如下：（1）如图1上绘制开路特性曲线，并沿纵轴额定相电压相量UN.（2）自原点O作额定电枢电流相量IN，与纵轴成ΦN角（cosΦN 为额定功率因数）。

三相交流同步发电机的构造

三相交流同步发电机的构造
同步电机由定子和转子两大部分组成。

定子铁芯、转子铁芯和定转子间的气隙构成同步电机的磁路。

以转子绕组形式分类，有旋转电枢式和旋转磁极式。

对于高压、大容量的同步电机,通常采用旋转磁极式结构，即主磁极装设在转子上，电枢装设在定子上。

由于励磁部分的容量和电压较电枢小得多,电刷和集电环的负载就大为减轻，工作条件得以改善。

目前，旋转磁极式结构已成为包括船舶发电机在内的中、大型同步电机的基本结构形式。

(1)定子电枢构造
定子为电枢的同步电机，定子铁芯是由硅钢片叠成。

定子铁芯槽内嵌放的三相对称绕组也是依次相差120°空间电角度或120°/p空间机械角度，其中p为极对数。

三相绕组又称电枢绕组,电力发电机基本上都采用Y连接。

定子结构由铁芯、绕组以及机座、端盖等附件组成，与异步电机定子基本相同。

甚至相同机座号时,若与异步机互换定子，仍然可以运行。

与异步电机的主要区别是尺寸方面，相同外形情况下，同步电机通常容量较大,而异步机的容量相对较小。

从表面上看，同步机机壳表面较光,无散热片，而异步机则表面带有散热槽。

(2)转子
旋转磁极式同步发电机的转子有两种结构形式:一种有明显的磁极，称为凸极式;另一种转子为一个圆柱体,表面上开有槽，无明显的磁极，称为隐极式。

而两种转子绕组均是直流绕组，通以直流电流，产生恒定的磁极主磁通，并随原动机的运转而形成旋转磁动势。