电机学 第十二章同步电机基本类型和结构.ppt

第 四 篇; 作为发电机时，有原动机拖动，电枢相对磁极励磁磁通运动，切割磁力线，感应电动势。 发电的关键是磁场与导体有相对运动。;直流发电机; 磁极转动，感应电动势的线圈静止，是否有同样的发电效果？; 定子不变，转子改成直流电机磁极。 原动机拖动转子磁极旋转，磁场与定子线圈有相对运动。 定子线圈中感应电动势，输出电能。;直流发电机;?; 同步电机主要用做发电机，现在工农业所用的交流电能几乎全由同步发电机发出。; 同步电机还可以做同步补偿机用，只向电网发出电感性的或电容性的无功功率，以满足电网对无功功率的需求。; 了解同步发电机的结构、工作原理，为分析同步发电机的运行性能作必要的准备。 ? 了解同步发电机电枢电动势产生的原理;本章要点: ;;按用途分类;X;按结构分类;?;转枢式同步发电机;按发电机的原动机分类;按冷却方 式分类;;12-2 同步电机的基本结构;;?;一、定子（静止部分）; 机座构成通风路径。 ; 同步发电机的定子输出电功率，并产生旋转磁场。;二、 转 子; 气隙均匀，一般极对数等于1，高速同步电机最高转3000r/min。; 磁极旋转式，四极，凸极式。;同步电机转速：;汽轮发电机极数为 2，转速高达3000r/min，细长。 水轮发电机极数多，转速低，短粗。; 原动机为高速，转子一般作成二极，隐极式，气隙均匀，容量大，则一般为定子高压，外形细长。转子铁心是实心（机械强度好），可不采用阻尼绕组。; 原动机为低速，转子一般为凸极式（多极），气隙不均匀，外形为扁圆形（直径大，分卧式和立式两种）。 凸极式转子铁心迭压而成，另外装设阻尼绕组。; 1905年 3.5 kw;3、什么是阻尼绕组？;阻尼绕组作用？; 为什么汽轮发电机转子可不采用阻尼绕组？; ;; 随着同步电机单机容量不断提高，大型同步电机的发热问题严重。; 随着同步电机容量增大，大型同步电机采用以下冷却方法。;一、 空气冷却;总热风室;二、 氢气冷却;氢气冷却广泛用于大、中型汽轮同步发电机中，容量超过10万KW时采用氢内冷方式，将氢气通入定子和转子槽内直接冷却导线。;三、水内冷;定 子;水内冷的供水循环系统; 冷水从外部水系统经管道流入定子，进入定子进水环和转子进水支座。;（四）超导体发电机 ; 超导电状态可以不消耗电力而通过强大的电流，或者产生强大的电流，或者产生强磁场。;; 普通导体的发电机若不采用导磁铁心，励磁电流很大。;铌钛合金在9K下，电阻率为零。; ; ; 一旦实用于室温超导体研制成功，将引起新的工业革命。;; 供给同步电机励磁电流的装置称为励磁系统;（一）直流发电机励磁系统;（一）直流发电机励磁系统（50MW以下） ;;; 由于转速高，大容量直流励磁机的制造困难，50MW上的汽轮发电机已不采用此种励磁系统。;（二）交 流 整 流 励 磁 系 统; 交流整流励磁系统有旋转和静止式两大类。; 1、自励式静止半导体励磁系统;1、自励式静止半导体励磁系统;主发电机;两条路供给励磁绕组直流电; 这种励磁系统便于维护，电压稳定度高，动态性能好，采用多。;2、他励式静止半导体励磁系统;汽轮发电机用 （3000r/min，125MW）; 主发电机轴上连接了一台交流励磁机，是单相同步发电机，频率100HZ，高速，和一台中频副励磁机，400HZ，单相同步发电机，可采用永磁发电机。; 各励磁线圈为旋转体，各整流装置是静止装置。 静止装置与旋转体之间的连接用集电环和电刷。 他励式静止半导体励磁系统比直流励磁机维护方便且性能好，用于大容量汽轮发电机（125MW);3、旋转半导体励磁系统;300MW和600MW汽轮发电机采用; 现代大容量汽轮发电机所需的励磁容量很大，即使采用400~500V的励磁电压，励磁电流仍可能高达4000A以上。 如果仍采用静止半导体励磁，将引起集电环严重过热。 ; 这时可将同轴交流励磁机做成旋转电枢式（磁极固定，电枢旋转）并将硅整流桥也固定在此电枢上一起旋转。 省去集电环、电刷等滑动接触装置，成为无刷励磁系统。 ; 优点：运行可靠，维护简单;（三）三次谐波 励 磁 系 统;发电机;