电机学CAI同步机(十五章).ppt

第四篇 同 步 电 机 福州大学 电气工程与自动化学院 电机学教研组 第十五章 同步电机的基本结构和工作原理 二、同步电机的构造特点 1、隐极式转子结构（汽轮发电机） 隐极式同步发电机一般采用汽轮机作原动机驱动。汽轮机转速高，离心力大，受转子材料机械强度限制，转子直径限制在1m左右,用增大长度来增大容量。通常转子长/径比： ，容量越大比值亦越大。 2．凸极式转子结构 3、凸极式转子结构（水轮发电机）构造特点 原动机是水轮机; 转速低、径大多极、极对数p≥3；有明显的磁极（凸极式）,气隙不均匀；轴向短扁式( )，采用竖轴安装立式结构。 1、额定容量SN(或额定功率PN)—额定运行时的视在功率（或输出的有功功率） 2、额定电压UN —额定运行时定子的线电压 3、额定电流IN —额定运行时定子的线电流 4、额定功率因数cosθN —额定运行时电机的功率因数 5、额定频率fN —额定运行时的频率。我国标准工频50Hz 6、额定转速nN —额定运行时电机的转速，即为同步转速 7、额定效率ηN ——额定运行时的效率 （发电机： ) （电动机： ) 8、额定励磁电压UfN和额定励磁电流IfN * 电机学多媒体课件系列 2013.8 第十五章 同步电机的基本结构和工作原理第一节 同步电机的基本结构形式第二节 同步电机的基本工作原理 第三节 同步电机的励磁系统 第四节 同步电机的额定值 目 录 2、基本特点：电机转子转速n、定子电流频率f和磁极对数p之间的关系: 3、主要用途： ①主要用作发电机—产生单、三相交流电。 ②同步电动机—用于无需调速大功率机械中,能改善电网的功率因数。 ③同步补偿机—实质上是一台空转的同步电动机,靠调节励磁电流向 电网输送无功功率，改善电网的功率因数。 (r/min) 当f=50Hz时，p=1、2、3、4、5… 则： n=n1=3000、1500、1000、750、600… 1、定义：由电磁感应原理而工作的一种旋转电机。 它是一种交流电机。 凸极式: 第一节 同步电机的基本结构形式 一、基本结构型式 隐极式: 同步电机 (结构形式) a)旋转磁极式 磁极装在转子上,电枢绕组放在定子上。 b)旋转电枢式: 磁极装在定子上，电枢绕组放在转子上 a）旋转磁极式 ：转子上装有磁极铁芯和励磁绕组,当励磁绕组通以直流电流后，电机内将产生转子磁场。 电枢：高电压、大电流，装在定子便于引出 磁极(励磁)：电流小，通过电刷引入转子方便 因此，同步电机一般都采用旋转磁极式结构。 凸极式:气隙不均匀，集中励磁绕组；极弧下较小而极间较大，适合于中速或低速旋转场合。 隐极式:气隙均匀，励磁绕组分布于转子表面槽内，转子机械强度高，适合高速旋转场合。 b)旋转电枢式:机座上装有磁极铁芯和励磁绕组,当励磁绕组通以直流电流后，电机内将产生定子磁场；电枢绕组在转子上 。 用于小容量或特殊用途同步电机。如同步电机的交流励磁机. 与感应电机一样，同步电机也是由定子及转子两大部分所组成，定子上有三相交流绕组；转子上则有励磁绕组，通入直流电流后，能产生磁场。 定子:同步电机的定子有时也称为电枢，由定子铁芯、电枢三相绕组、机座和电刷等部件所组成。 N S N S + A A B C C B 定子铁芯 定子绕组 转子磁极铁芯 转子励磁绕组 电刷 集电环 （滑环） 气隙 转子 定子 同步电机组成：定子、(气隙)、转子 转子:由磁极、转轴、励磁绕组、阻尼绕组、滑环等组成。通过电刷和滑环通入直流电励磁，产生机械磁场。 转子有隐极式和凸极式两种。 （一）定子 : 铁芯、定子绕组、机座及其他固定部件 定子铁芯:由0.35～0.5mm硅钢片冲制后叠装而成。 大型:同步电机冲片外圆(直径大于1m时),由于材料尺寸的限制，必须做成扇形冲片，然后按圆周拼装而成;采用矩形开口槽,设有径向通风道。 小型:同步电机由整型冲片叠压成，半开口槽。 大型电机冲片 小型电机冲片 定子嵌线 定子绕组：双层（短距）对称三相绕组。大型电机常采用扁铜线成型线圈绕制嵌入 ；槽口、端部必须固定；大容量汽轮发电机常用高压（18─24kv)线圈，要防电腐、电晕。 汽轮机定子 (隐)外机座加工 机座：主要用于固定定子铁芯，起支撑作用。 小型机座可根据发电机安装结构需要，由铸铁铸造而成。 大型发电机机座常由钢板焊接而成。 水轮机定子机座 其他部件：端盖、轴承盖、隔振结构等 汽轮机定子压入外机座 （二）转子 汽轮发电机(隐极机) 的构造特点