同步电机工作原理.ppt

V2 W1
记Fa为Fad
d轴
Ff
N U1
S U2 Fa
电枢反应性质：
直轴去磁电枢反应 V轴
W2 V1
W轴
第６章 同步电机
6.3.3 900时的电枢反应
空载电动势 枢电流 I
E 0滞后电
900
q轴 U轴
Ff 与Fa之 间 夹
角 为 900
V2 W1
记Fa为Fad
d轴
Fa N
Ff
U1
电枢反应性质：
额定电压 U N (kV) 额定电流 I N ( A)
额定运行时加在 三相定子绕组上 的线电压。
在额定运行状 态下三相定子 绕组的线电流.
对同步发电机额定值之间关系为：
额定功 额定频 额定效
率因数c
率 率fNN
os
N
额定转 额定励
磁 速n电N 流I
fN
额定励磁电压U fN
PN SN cosN 3UN IN cosN
大小
位置
转速
转向
励磁磁动 正弦 恒定，由励 由转子位置 由原动机的转速 由原动机
势
波 磁电流决定 决定
决定
决定
电枢反应 正弦 恒定，由电 由电流瞬时 由磁极对数和电 由电流相
磁动势 波 枢电流决定 值决定
流频率决定
序决定
பைடு நூலகம்
第６章 同步电机
６.3.1 00时的电枢反应
空载电动势 E 0和
电枢电流 位.
第６章 同步电机
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 I，f 定子绕组开路的运行称为空载运行。
电磁关系：
If
Ff
Φf
Φ0
E0
空载电动势 E大0 小：
E0 4.44 fN1kw10
空载特性： n nN , I 0, E0 f ( I f )
第６章 同步电机
第６章 同步电机
此种情况下
I Id Iq
Id I sin ---直轴分量 Id与E0成900 Iq I cos ---交轴分量 Iq与E0同相位
Fa Fad Faq
Fad Fa sin ---直轴分量电流产生的合成磁动势 Faq Fa cos ---交轴分量电流产生的合成磁动势
转子
转子铁心：采用整块的含铬、镍和钼的合金钢锻成 励磁绕组：铜线制成 护环：保护励磁绕组受离心力时不甩出 中心环：支持护环，阻止励磁绕组轴向移动 滑环：引励磁电流经电刷、滑环进入励磁绕组
第６章 同步电机
转子
C A
定子绕组
B
机械端口 电端口 定子铁心
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第６章 同步电机
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第６章 同步电机
1、汽轮发电机结构 （1）定子铁心
直轴助磁电枢反应
V轴
W2
S U2
V1
W轴
第６章 同步电机
6.3.4 一般情况下的电枢反应
空 枢载电电流动势I角 E,超0 前电
00 900
Ff 与Fa之 间 夹
角 为 900 d轴
电枢反应性质：
Ff
U1
既有交轴,还有直轴
去磁电枢反应
V轴
q轴 U轴
V2 W1
900
N
S
Fa
U2
W2 V1
W轴
磁场切割定子绕组而感应交流电动势 E0.
频率： f pn 60
大小： E0 4.44 fN1kw10
波形：由e B( x可)l知v ，波形取决 于 的B空( x间) 分布。
相序：由转子的转向决定。
第６章 同步电机
发电机的物理过 程可用图示表示
U1
•
W2 •
V1
N
n •
S
U2
• V2
W1
旋转示意图1 旋转示意图2
同I 相
F
q轴 U轴
Fa
V2 W1
Ff 与Fa之 间 夹
角 为 900
d轴
记Fa为Faq
Ff
电枢反应性质：
900
N U1
S U2
V轴
交轴电枢反应
W2 V1
W轴
第６章 同步电机
６.3.2 900时的电枢反应
空载电动势 电枢电流
IE9超000前
q轴 U轴
Ff 与Fa之 间 夹
角 为 900
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第６章 同步电机
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第６章
1、汽 轮发电 机结构
同步电机
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第６章 同步电机
2、水轮发电机结构
(1)立式水轮发电机
(2)卧式水轮发电机
第６章 同步电机
2、水轮发电机结构转子结构
10000kW水轮机转子
第６章 同步电机
1.发电环节——各种电机
引进600MW汽轮发电机
第６章 同步电机
国产300MW汽轮发电机
同步电动机、柴油发电机和调相机一般作成凸极式。
第６章 同步电机
６.1.3 同步电机的额定值
额定容量 SN 额定功率 PN
指电机额定运行时，输出功率的保证值。同步发电机是指输 出的额定视在功率或有功功率，单位是KVA或KW。电动机额定 容量是指额定条件下转轴上输出的机械功率，单位是KW。调相 机用KVA或Kvar表示。
6.4 同步发电机的负载运行 6.5 同步发电机的并联运行
6.6 同步电动机和同步调相机 思考题与习题
第６章 同步电机
６.1同步电机的基本工作原理与结构
６.1.1 同步电机的基本结构
以汽轮发电机为例:
定子铁心：硅钢片叠成。 定子(电枢) 电枢绕组：三相对称绕组——铜线制成
机座：钢板焊接面成，有足够的强度和钢度。
第６章 同步电机
同步电机是交流旋转电机的一种,因其转速恒等于同步速机 时得名。同步电机主要用作发电机，也可用作电动机和调相机。 本章主要分析同步发电机的稳态运行原理和运行特性，简要分 析同步电动机和调相机的运行状态。
6.1 同步电机的基本工作原理与结构
6.2 同步发电机的空载运行
6.3 同步发电机的电枢反应
第６章 同步电机
国产200MW汽轮发电机定子
第６章 同步电机
国产200MW汽轮发电机定子铁心
第６章 同步电机
现场运行的水轮发电机
第６章 同步电机
６.1同步电机的基本工作原理与结构
６.1.2 同步电机的基本工作原理与分类
一、同步发电机的基本工作原理
励磁绕组通入直流电流后建立恒定磁
场，原动机拖动转子以转速 n 旋转时，其
第６章 同步电机
二、同步电机的分类
按运行方式，同步电机分发电机、电动机和调相机。 按结构型式，同步电机分旋转电枢式和旋转磁极式。 旋转磁极式同步电机按磁极形状，又分隐极式和凸极式两种。 按原动机类别,同步电机分为汽轮发电机、水轮发电机和柴油 发电机等。 汽轮发电机一般作成隐极式，现代汽轮发电机均为2极，转速 为3000转/分钟，水轮发电机采用凸极式，极数多，转速低。
６.3 同步电机的电枢反应
电枢反应:电机带上负载后，电枢磁动势的基波在气隙中使气隙 磁通的大小及位置均发生变化, 这种影响称为电枢反应.
电枢反应的性质，取决于电枢磁动势基波 Fa和励磁磁动势基波 Ff
之间的相对位置，即与空载电动势E和0 电枢电流 之I 间的夹角 有
关.
励磁磁势和电枢磁势的区别
基波 波形