同步电动机简介ppt课件

隐极式转子
隐极式转子上没有凸出的磁极，如图15.2b所示。 沿着转子本体圆周表面上，开有许多槽，这些 槽中嵌放着励磁绕组。在转子表面约1/3部分没 有开槽，构成所谓大齿，是磁极的中心区。励 磁绕组通入励磁电流后，沿转子圆周也会出现 N 极和 S 极。在大容量高转速汽轮发电机中， 转子圆周线速度极高，最大可达170米/秒。为 百度文库减小转子本体及转子上的各部件所承受的巨 大离心力，大型汽轮发电机都做成细长的隐极 式圆柱体转子。考虑到转子冷却和强度方面的 要求，隐极式转子的结构和加工工艺较为复杂。
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。磁极与磁极轭部采用 T 形或鸽尾形连接， 如图15.4所示。
励磁方式简介
获得励磁电流的方法称为励磁方式。目前采用 的励磁方式分为两大类：一类是用直流发电机 作为励磁电源的直流励磁机励磁系统；另一类 是用硅整流装置将交流转化成直流后供给励磁 的整流器励磁系统。现说明如下： 1 直流励磁机励磁 直流励磁机通常与同步发 电机同轴，采用并励或者他励接法。采用他励 接法时，励磁机的励磁电流由另一台被称为副 励磁机的同轴的直流发电机供给。如图15.5所 示。
◆ 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。通过引出线，即可提供交流电源。
◆ 感应电势 有效值：由第11章可知，每相感应电势的有效值为
E=4.44fN kw
(15.1)
◆ 感应电势 频率： 感应电势的频率决定于同步电机的转速n 和
n=3000/p
(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。
同步电机原理介绍
——联众公司热轧仪电处 讲师：彭君权
结构模型
◆同步发电机和其它类型的旋转电机一样，由固定的定子和可 旋转的转子两大部分组成。一般分为转场式同步电机和转枢式同步 电机。 ◆图15.1给出了最常用的转场式同步发电机的结构模型，其定 子铁心的内圆均匀分布着定子槽，槽内嵌放着按一定规律排列的三 相对称交流绕组。这种同步电机的定子又称为电枢，定子铁心和绕 组又称为电枢铁心和电枢绕组。 ◆转子铁心上装有制成一定形状的成对磁极，磁极上绕有励磁 绕组，通以直流电流时，将会在电机的气隙中形成极性相间的分布 磁场，称为励磁磁场(也称主磁场、转子磁场)。 ◆气隙处于电枢内圆和转子磁极之间，气隙层的厚度和形状对 电机内部磁场的分布和同步电机的性能有重大影响。 ◆ 除了转场式同步电机外,还有转枢式同步电机，其磁极安装于 定子上，而交流绕组分布于转子表面的槽内，这种同步电机的转子 充当了电枢。图中用AX、BY、CZ三个在空间错开120电角度分布 的线圈代表三相对称交流绕组。
极对数p ，即
f=pn/60
(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：
j
汽轮发电机
定子大体上与异步电机相同，定子铁心由 0.35mm,0.5mm或其它厚度的电工钢片叠成。定子外径 较小时，采用圆形冲片，当定子外径大于1m 时，采用 扇形冲片。定子铁心固定在机座上，机座常由钢板焊接 而成，它必须有足够的强度和刚度，同时还必须满足通 风和散热的需要。汽轮发电机的电压较高，要求定子绕 组有足够的绝缘强度，一般采用 B 级或 F 级绝缘。 为 了减少高速旋转引起的离心力，一般采用隐极式转子， 其外形常做成一个细长的圆柱体。转子铁心表面圆周上 铣有许多槽，励磁绕组嵌放在这些槽内。 励磁绕组为 同心式绕组，以铜线绕制，并用不导磁的槽楔将绕组紧 固在槽内。
工作原理
◆主磁场的建立：励磁绕组通以直流励磁电流，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：原动机拖动转子旋转（给电机输入机械能），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）。
2 静止整流器励磁 同一轴上有三台交流发 电机，即主发电机、交流主励磁机和交流
副励磁机。副励磁机的励磁电流开始时由
外部直流电源提供，待电压建立起来后再 转为自励(有时采用永磁发电机)。副励磁 机的输出电流经过静止晶闸管整流器整流
后供给主励磁机，而主励磁机的交流输出
电流经过静止的三相桥式硅整流器整流后 供给主发电机的励磁绕组。(见图15.6）