电机学课件--同步电机的基本理论

原动机
旋转的 F0 和Φ0
电枢三相 绕组中感应
E0
N n0 n0
S
θ
发电机运行
N n0 S n0
N S 理想空载状态
F
Fa
θ F0 U1
V2
N
W2
W1
S
V1
U2
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5.1 三相同步电机的工作原理
三相同步发电机空载运行时
电枢（定子）： I1 (Fa ) = 0 转子每极磁通： Φ0 空载电动势： E0 = 4.44 f1 kw1 N1Φ0
同步电动机中的磁通势
定子 —— 电枢。
电枢旋转磁通势 Fa 转子旋转磁通势 F0
气隙旋转磁通势 F
电枢反应 —— Fa 对 F 的影响。
F
N n0 n0
N n0 S n0
F0 θ
U1
Fa
功
S
角
θ
电动机状态
N S 理想空载状态
V2
N
W2
W1
S
V1
U2
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5.1 三相同步电机的工作原理
5.2 三相同步电机的基本结构
3. 主要种类
(1) 按能量转换的方式不同：
同步发动机、同步电动机。
(2) 按相数的不同: 三相、单相。
(3) 按转子结构的不同：隐极式、凸极式。
3~
3~
+
N
×
－
S
+ －
·····
N S
× × × ×
×
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5.2 三相同步电机的基本结构
(4) 按安装方式的不同：
工作时施加直流励磁。 ③阻尼绕组和转轴等。
阻尼绕组
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5.2 三相同步电机的基本结构
2. 励磁方式
(1) 直流励磁机励磁 励磁绕组由小型直流发电机供电。
(2) 静止整流器励磁
交流励磁机→整流→直流电 电刷
(3) 旋转整流器励磁
集电环
励磁绕组。
交流励磁机→整流→直流电→励磁绕组。
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5.2 三相同步电机的基本结构
三相同步电机
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5.2 三相同步电机的基本结构
同步发电机
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5.2 三相同步电机的基本结构
小型同步电机
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5.2 三相同步电机的基本结构
4. 额定值
(1) 额定电压 UN ：线电压的额定值。 (2) 额定电流 IN ：线电流的额定值。 (3) 额定功率 PN ：输出功率的额定值。
5.2 三相同步电机的基本结构
水力发电
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5.2 三相同步电机的基本结构
火力发电厂
汽发励 轮电磁 机机机
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5.2 三相同步电机的基本结构
超热高压蒸汽
燃 烧 室
汽轮机
燃 料
锅炉的 炉膛
循环水
电能输出 3 600 r/min
发电机
升压变 压器
电能的产生
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同步电动机中的感应电动势
F0
电枢三相 绕组中感应
E0
F
电枢三相 绕组中感应
E1
百度文库
F0 在空间上 滞后于Fθ角
E0 在时间上滞后于 E1θ角
－E0 在时间上滞后于－ E1θ角
F
F0 θ U1
Fa
V2
N
W2
W1
S
V1
U2
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5.1 三相同步电机的工作原理
2. 三相同步发电机
励磁机→F0
卧式、立式。 (5) 按原动机的不同：
汽轮发电机、水轮发电机。
励磁机
发电机 水轮机
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5.2 三相同步电机的基本结构 大连理工大学电气工程系
5.2 三相同步电机的基本结构
小浪底电站水轮机组安装
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5.2 三相同步电机的基本结构
三峡电站首台机组安装
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5.2 三相同步电机的基本结构
热电厂
1 煤传送带 2 加煤机 3 粉碎机 4 锅炉 5 煤渣 6 空气预热器 7 静电除尘 8 烟囱 9 汽轮机 10 冷凝器 11变压器 12 冷却塔 13 发电机 14 输电线
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5.2 三相同步电机的基本结构
三相同步电机
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或
E0 = －j4.44 f1 kw1 N1Φ0
电枢相电压： U0P = E0
电枢线电压（Y 形联结）： U0L =√3 E0
E0 的频率：
pn f1 = 60
如果： f1 = 50Hz，则： pn = 3 000
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5.1 三相同步电机的工作原理
三相同步发电机负载运行时
电枢旋转磁通势 Fa 转子旋转磁通势 F0
电机与拖动
第 5 章 同步电机的基本理论
LFChun 制作
5.1 三相同步电机的工作原理 5.2 三相同步电机的基本结构 5.3 三相隐极同步电动机的运行分析 5.4 三相凸极同步电动机的运行分析 5.5 三相同步电动机的功率和转矩 5.6 三相同步电动机的的运行特性 5.7 三相同步电动机功率因数的调节 *5.8 微型同步电动机 5.9 三相隐极同步发电机的运行分析 5.10 三相凸极同步发电机的运行分析 5.11 三相同步发电机的功率和转矩 5.12 三相同步发电机的运行特性 5.13 同步发电机与电网的并联运行
气隙旋转磁通势 F
同步电动机中的感应电动势
F
F0
电枢三相 绕组中感应
E0
F
电枢三相 绕组中感应
E1
F0 在空间上 超前于Fθ角
E0 在时间上超前于 E1θ角
θ F0
Fa
U1
V2
N
W2
W1
S
V1
U2
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5.1 三相同步电机的工作原理
3. 三相同步电机的可逆运行
N n0 n0
S
θ
电动机状态
N n0 S n0
N S 理想空载状态
N n0 n0
S
θ
发电机运行
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第5章 同步电机的基本理论
5.2 三相同步电机的基本结构
1. 主要部件
①定子铁心： 由硅钢片叠成。 (1) 定子（电枢） ②定子绕组： 对称三相绕组。
③机座和端盖等。 ①转子铁心：
由整块铸（锻）钢制成。 (2) 转子 ②励磁绕组：
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第5章 同步电机的基本理论
5.1 三相同步电机的工作原理
1. 三相同步电动机
定子 旋转磁场。 转子 直流磁极。 转子转速
n = n0 =
60 f1 p
同步
定子
U1
V2
N
+ If
Uf
－
W1
S
U2
转子
W2
V1
励磁 绕组
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5.1 三相同步电机的工作原理
三相同步电动机：PN =√3 UNINN N 三相同步发电机：PN =√3 UNINN
(4) 额定转速 nN ：额定运行时的转速。 (5) 额定频率 fN ： 50Hz。
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第5章 同步电机的基本理论
5.3 三相隐极同步电动机的运行分析
1. 基本方程式
取对称三相电路的一相分析。合成