第九章 同步电动机.ppt

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。 第四节 同步电动机的功率因数调节和 V 形曲线 第五节同步电动机的起动 （1） 功角与同步机的运行状态之间的关系 . 同步机的运行状态 a 发电机运行??????? b 理想空载??????? c 电动机运行 （2）、功角与同步机的稳定工作区的关系 由隐极同步电动机功角特性 和矩角特性可得： 功角在0~90度之间，电机拖动负载时， 当TL增大时，n下降，功角增大，T增 大，直到T=TL为止，反之，TL下降，n 增大，功角减小，T减小，直到T=TL为 止，可稳定运行。 功角在90~180度之间，电机拖动负载时， 当TL增大时，功角增大，T反而减小，转速减小，功角更大， T更小，出现失步，不稳定。 ∴稳定运行条件： 二、有功功率功角特性 1、定义： 并联于无穷大电网的同步发电机，当电网电压和频率一定、参数（ ）为常数、空载电动势 不变（即 不变）时， 为有功功率功角特性。 凸极发电机的有功功率功角特性 隐极发电机的有功功率功角特性 水轮发电机有功功率功角特性曲线 水轮发电机的有功功率功角特性分两部分: 附加电磁功率的特点: 汽轮发电机的功角特性曲线 汽轮发电机的有功功率功角特性的特点: 1、是电动势 和电压 间的时间相位角; 或称是励磁磁势 和合成磁势 间的空间夹角。 2、是感应电动势 的主磁通　和产生电压 的电枢等效假想磁通　之间的夹角。 功角 的双重物理意义 用图示功角的双重物理意义 转子因有原动机的驱动转矩克服定子合成磁极的制动转矩而作功,实现机电能量转换,将由原动机输入的机械能转变为电能输出。 可见，功角是研究同步发电机运行状态的一个重要参数，它不仅决定了发电机输出有功功率的大小，而且还反映发电机转子的相对空间位置，通过它把同步电机的电磁关系和机械运动紧密联系起来。 发电机空载运行时，原动机输入的功率用来平衡各种损耗，此时 ，定、转子磁极轴线重合，它们之间只有径向力而无切向力，所以 ，在功角特性的0点上。 可见，并联于无穷大电网的同步发电机要调节有功功率输出，只需调节原动转矩。在功率极限角范围内，输入转矩越大，有功功率输出就越大。 3、静态稳定的概念 静态稳定：指并联在电网上稳定运行的同步发电机，当受电网或原动机方面某些微小扰动时，能在这种干扰消失后，继续保持原来稳定运行状态的能力。 在a点运行时电机具有静态稳定的能力。 若干扰使功角δ增大到a′点， Pem和Tem增大，迫使电机减速，功角δ变小，电机回到a点。 干扰使功角δ减小时，有同样结论。所以a点称为稳定运行点。 而b点为不稳定运行点，分析略。 静态稳定的判据：比整步功率(kW/rad) 对汽轮发电机，比整步功率为 在电机稳定区域内， 越大，电机稳定增长性越好。 江西工业工程职业技术学院精品课程 第九章　同步电机 第九章 同步电动机 第一节　同步电机的基本结构与工作原理 第二节 　同步发电机的电路分析 第三节　同步发电机的功角特性 第四节 　同步发电机的功率因数调节 第五节　同步发电机的起动 思考题与习题 主要内容 第一节 同步电机的基本工作原理与结构 一、 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。 机座：钢板焊接面成，有足够的强度和钢度。 电枢绕组：三相对称绕组——铜线制成 定子(电枢) 转子铁心：采用整块的含铬、镍和钼的合金钢锻成 护环：保护励磁绕组受离心力时不甩出 励磁绕组：铜线制成 滑环：引励磁电流经电刷、滑环进入励磁绕组 中心环：支持护环，阻止励磁绕组轴向移动 转子 机械端口 转子 定子绕组 定子铁心 电端口 A B C 返回 返回 1、汽轮发电机结构 （1）定子铁心 返回 返回 1、汽轮发电机结构 返回 2、水轮发电机结构 (1)立式水轮发电机 (2)卧式水轮发电机 2、水轮发电机结构转子结构 10000kW水轮机转子 1.发电环节——各种电机 引进600MW汽轮发电机 国产300MW汽轮发电机 国产200MW汽轮发电机定子 国产200MW汽轮发电机定子铁心 现场运行的水轮发电机 二、 同步电机的基本工作原理与分类 1、同步发电机的基本工作原理 大小： 频率： 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 旋转时，其磁场切割定子绕组而感应交流电动势 . 相序：由转子