哈电发电机基础培训-发电机原理(最新最全整理)
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交流电成本就很高，而且复杂。
汽轮发电机转子线圈 励磁
同步发电机与异步发电机
同步发电机和异步发电机都属于交流发电机，但两者之间存在一定的区别
同步发电机的特点是由直流电源励磁，既能提供有功功率，又能提供无功功 率，能满足各种负载的需要，是现代发电站中最常用的发电机。除了小型发电机 采用永久磁铁产生磁场以外，一般的磁场都由通入直流电的励磁绕组产生，而且 励磁绕组的电压较低，功率较小，只有两个出线头，容易通过集电环引出；而电 枢绕组电压较高，功率较大，多采用三相绕组，有3个或4个引出头，放在定子上 比较方便，小中型发电机的电枢（定子）铁心用硅钢片叠成，以减少铁耗。转子 铁心由于通过的磁通不变，一般用整体的钢块制成。在大型发电机中，由于转子 承受着强大的离心力，其转子一般选用优质钢材制造。
哈电汽轮发电机基础培训
微信：wg525276065
目录
CONTENTS
什么是发电机 汽轮发电机基本结构 哈电产品介绍
什么是发电机
发电机、汽轮发电机、…… 发电机分类、汽轮发电机分类……
引
发电机（英文名称：Generators）：是将其他形式的能源 转换成电能的机械设备，它由水轮机、汽轮机、柴油机或 其他动力机械驱动，将水流，气流，燃料燃烧或原子核裂 变产生的能量转化为机械能传给发电机，再由发电机转换 为电能。
其一：直流发电机最最重要的弊端——换向器，有了换向器，才能发出 直流电，但是，换向器一般由集电环和碳刷构成，存在机械磨损，并且
碳刷产生的石墨粉容易污染线圈，产生故障。 其二：工业用电占主导地位，工业上重要的机械——三相异步电机，其
电源必须是交流电，因为交流电才能产生旋转磁场，驱动电机。 其三：交流电变为直流电只需要整流桥，经济，简单。但是直流电变成
直流发电机与交流发电机
直流发电机：转子在原 动机的拖动下旋转，转 子上的导体切割磁力线 产生交变电动势，再通 过换向器的整流作用， 在电刷间获得直流电压 输出，从而实现了将机 械能转换成直流电能的 目的。
交流发电机比起直流发电机有什么优势？ 为什么现在的大型发电机都是交流发电而摒弃了直流发电呢?
异步发电机由于没有独立的励磁绕组，其结构简单，操作方便，但不能向负 载提供无功功率，而且还需要从所接电网中汲取滞后的磁化电流。因此异步发电 机运行时必须与其他同步发电机并联，或者并接相当数量的电容器。这就限制了 异步发电机的应用范围，目前只在一些小型自动化水电站应用此类发电机。
有功功率与无功功率
660MW发电机（ 66万发电机 ） = 733MVA（功率因数0.9滞后）
电动机原理
左手定则：导线在磁场中力的方向。根据左手定则：伸开左手，使拇指与其 他四指垂直且在一个平面内，让磁感线从手心流入，四指指向电流方向，大 拇指指向的就是安培力方向（即导体受力方向）。
发电机原理
右手定则：右手平展，使大拇指与其余四 指垂直，并且都跟手掌在一个平面内。把 右手放入磁场中，磁感线垂直进入手心， 大拇指指向导线运动方向，则四指所指方 向为导线中感应电流（动生电动势）的方 向。
旋转电枢式：磁极装在定子上，用于小容量同步电机中。 旋转磁极式：磁极装在转子上，为大中型同步电机的基本
形式。
汽轮发电机 由汽轮机驱动的同步发电机
• p=1 n = 3000r/min (50Hz) n = 3600r/min (60Hz)
• 采用隐极结构
• 基本采用卧式结构
• 转子细而长
L
2
2 ~ 6.5
电感：因感抗抑制电流增加， 因而电流滞后于电压。
电容：因容抗抑制电压增加， 因而电压滞后于电流。
同步电机
同步电机转子转速是常值且与同步速相等，与负载的大小无关。
n n 60f (r/ min) 60 * 50 (r/ min) 3000(r/ min)
国内
s
p
1
同步电机分为
旋转电枢式 旋转磁极式
汽轮发电机（英语：Turbo Generator）是指用汽轮机驱 动的发电机。由锅炉产生的过热蒸汽进入汽轮机内膨胀做 功，使叶片转动而带动发电机发电，做功后的废汽经凝汽 器、循环水泵、凝结水泵、给水加热装置等送回锅炉循环 使用。
发电机分类
发电机
直流发电机 交流发电机
同步发电机
异步发电机 单相
三相
同步发电机有以下分类： 从产生方式上分：汽轮发电机、水轮发电机、柴油发电机等。 从能源上分：火力发电机、水力发电机等。
磁生电与电生磁
磁生电是英国科学家法拉第发现的。原理是闭合电路 的一部分导体做切割磁感线运动时，在导体上就会产 生电流的现象叫电磁感应现象，产生的电流叫做感应 电流。发电机便是依据此原理制成。
电生磁是丹麦物理学家奥斯特发现的，原理是用一条 直的金属导线通过电流，那么在导线周围的空间将产 生圆形磁场。导线中流过的电流越大，产生的磁场越 强。磁场成圆形，围绕导线周围。
D
2
转子高速旋转，对铁心的强度要求很高。
汽轮发电机有哪些特点？
① 转速高，转子为2极或4极； ② 转子直径较小、长度较长；
隐 极
③ 材料利用系数高；
式
④ 冷却方式多样；
⑤ 端部发热，定、转子绕组固
定，转子强度和振动等问题
比其他类旋转电机突出。
凸 极
⑥ 转子通常为隐极式，电机均 式
为卧式安装。
转子圆柱； 气隙均匀； 转子机械强度； 转子直径较小；
定子-机座
型号
QFSN-300-2 QF-25-2 QFN-100-2 QFSS-200-2
我国运行发电机冷却方式基本分类
基本机构
空冷发电机 水氢冷发电机
汽轮发电机基本结构
定子ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
汽轮发电机
发电机本体 氢、油、水 励磁系统
转子 总装
机座 铁心 绕组 转轴 线圈 端轴油 冷却器 隔音罩刷架
汽轮发电机基本结构
凸出的磁极； 气隙不均匀； 制作简单； 转子直径较大；
汽轮发电机分类
冷却方式
水氢冷 空冷 全氢冷 双水内冷
定子绕组 水冷却 空气冷却 氢气冷却 水冷却
转子绕组 氢气冷却 空气冷却 氢气冷却 水冷却
解释：QFSN-660-2YHG Q——汽轮机拖动； F——发电机； S——定子绕组水冷； N——转子绕组氢内冷； 660——额定功率/容量； 2——两极； YHG——优化改进。
汽轮发电机转子线圈 励磁
同步发电机与异步发电机
同步发电机和异步发电机都属于交流发电机，但两者之间存在一定的区别
同步发电机的特点是由直流电源励磁，既能提供有功功率，又能提供无功功 率，能满足各种负载的需要，是现代发电站中最常用的发电机。除了小型发电机 采用永久磁铁产生磁场以外，一般的磁场都由通入直流电的励磁绕组产生，而且 励磁绕组的电压较低，功率较小，只有两个出线头，容易通过集电环引出；而电 枢绕组电压较高，功率较大，多采用三相绕组，有3个或4个引出头，放在定子上 比较方便，小中型发电机的电枢（定子）铁心用硅钢片叠成，以减少铁耗。转子 铁心由于通过的磁通不变，一般用整体的钢块制成。在大型发电机中，由于转子 承受着强大的离心力，其转子一般选用优质钢材制造。
哈电汽轮发电机基础培训
微信：wg525276065
目录
CONTENTS
什么是发电机 汽轮发电机基本结构 哈电产品介绍
什么是发电机
发电机、汽轮发电机、…… 发电机分类、汽轮发电机分类……
引
发电机（英文名称：Generators）：是将其他形式的能源 转换成电能的机械设备，它由水轮机、汽轮机、柴油机或 其他动力机械驱动，将水流，气流，燃料燃烧或原子核裂 变产生的能量转化为机械能传给发电机，再由发电机转换 为电能。
其一：直流发电机最最重要的弊端——换向器，有了换向器，才能发出 直流电，但是，换向器一般由集电环和碳刷构成，存在机械磨损，并且
碳刷产生的石墨粉容易污染线圈，产生故障。 其二：工业用电占主导地位，工业上重要的机械——三相异步电机，其
电源必须是交流电，因为交流电才能产生旋转磁场，驱动电机。 其三：交流电变为直流电只需要整流桥，经济，简单。但是直流电变成
直流发电机与交流发电机
直流发电机：转子在原 动机的拖动下旋转，转 子上的导体切割磁力线 产生交变电动势，再通 过换向器的整流作用， 在电刷间获得直流电压 输出，从而实现了将机 械能转换成直流电能的 目的。
交流发电机比起直流发电机有什么优势？ 为什么现在的大型发电机都是交流发电而摒弃了直流发电呢?
异步发电机由于没有独立的励磁绕组，其结构简单，操作方便，但不能向负 载提供无功功率，而且还需要从所接电网中汲取滞后的磁化电流。因此异步发电 机运行时必须与其他同步发电机并联，或者并接相当数量的电容器。这就限制了 异步发电机的应用范围，目前只在一些小型自动化水电站应用此类发电机。
有功功率与无功功率
660MW发电机（ 66万发电机 ） = 733MVA（功率因数0.9滞后）
电动机原理
左手定则：导线在磁场中力的方向。根据左手定则：伸开左手，使拇指与其 他四指垂直且在一个平面内，让磁感线从手心流入，四指指向电流方向，大 拇指指向的就是安培力方向（即导体受力方向）。
发电机原理
右手定则：右手平展，使大拇指与其余四 指垂直，并且都跟手掌在一个平面内。把 右手放入磁场中，磁感线垂直进入手心， 大拇指指向导线运动方向，则四指所指方 向为导线中感应电流（动生电动势）的方 向。
旋转电枢式：磁极装在定子上，用于小容量同步电机中。 旋转磁极式：磁极装在转子上，为大中型同步电机的基本
形式。
汽轮发电机 由汽轮机驱动的同步发电机
• p=1 n = 3000r/min (50Hz) n = 3600r/min (60Hz)
• 采用隐极结构
• 基本采用卧式结构
• 转子细而长
L
2
2 ~ 6.5
电感：因感抗抑制电流增加， 因而电流滞后于电压。
电容：因容抗抑制电压增加， 因而电压滞后于电流。
同步电机
同步电机转子转速是常值且与同步速相等，与负载的大小无关。
n n 60f (r/ min) 60 * 50 (r/ min) 3000(r/ min)
国内
s
p
1
同步电机分为
旋转电枢式 旋转磁极式
汽轮发电机（英语：Turbo Generator）是指用汽轮机驱 动的发电机。由锅炉产生的过热蒸汽进入汽轮机内膨胀做 功，使叶片转动而带动发电机发电，做功后的废汽经凝汽 器、循环水泵、凝结水泵、给水加热装置等送回锅炉循环 使用。
发电机分类
发电机
直流发电机 交流发电机
同步发电机
异步发电机 单相
三相
同步发电机有以下分类： 从产生方式上分：汽轮发电机、水轮发电机、柴油发电机等。 从能源上分：火力发电机、水力发电机等。
磁生电与电生磁
磁生电是英国科学家法拉第发现的。原理是闭合电路 的一部分导体做切割磁感线运动时，在导体上就会产 生电流的现象叫电磁感应现象，产生的电流叫做感应 电流。发电机便是依据此原理制成。
电生磁是丹麦物理学家奥斯特发现的，原理是用一条 直的金属导线通过电流，那么在导线周围的空间将产 生圆形磁场。导线中流过的电流越大，产生的磁场越 强。磁场成圆形，围绕导线周围。
D
2
转子高速旋转，对铁心的强度要求很高。
汽轮发电机有哪些特点？
① 转速高，转子为2极或4极； ② 转子直径较小、长度较长；
隐 极
③ 材料利用系数高；
式
④ 冷却方式多样；
⑤ 端部发热，定、转子绕组固
定，转子强度和振动等问题
比其他类旋转电机突出。
凸 极
⑥ 转子通常为隐极式，电机均 式
为卧式安装。
转子圆柱； 气隙均匀； 转子机械强度； 转子直径较小；
定子-机座
型号
QFSN-300-2 QF-25-2 QFN-100-2 QFSS-200-2
我国运行发电机冷却方式基本分类
基本机构
空冷发电机 水氢冷发电机
汽轮发电机基本结构
定子ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
汽轮发电机
发电机本体 氢、油、水 励磁系统
转子 总装
机座 铁心 绕组 转轴 线圈 端轴油 冷却器 隔音罩刷架
汽轮发电机基本结构
凸出的磁极； 气隙不均匀； 制作简单； 转子直径较大；
汽轮发电机分类
冷却方式
水氢冷 空冷 全氢冷 双水内冷
定子绕组 水冷却 空气冷却 氢气冷却 水冷却
转子绕组 氢气冷却 空气冷却 氢气冷却 水冷却
解释：QFSN-660-2YHG Q——汽轮机拖动； F——发电机； S——定子绕组水冷； N——转子绕组氢内冷； 660——额定功率/容量； 2——两极； YHG——优化改进。