第十二章_同步电机的基本类型和基本结构.ppt

第十二章 同步电机的基本类型和结构 同步电机 12-2 同步电机的基本结构 汽轮发电机的转子 发电机定子总装配 发 电 机 定 子 铁 芯 发电机定子总装 定子绕组设计为三相双层波形绕组，每相5支路并联，共1080根罗贝尔线棒组成。绕组轮换数为1—8—14，每极每相槽数为9/4，合成节距为13 发电机定子总装配 同步电机的转子 左江24MW发电机转子在吊装 发电机转子 发电机转子磁极 发电机定子绕组 同步电机的基本结构 2. 转子 凸极同步电机的转子主要由磁极、励磁绕组、阻尼绕组和转轴组成。 磁极：由厚1-1.5mm的钢板冲成磁极冲片，用铆钉装成一体，磁极上套装有励磁绕组。 励磁绕组：由扁铜线绕成，各励磁绕组串联后接到集电环上。 磁极的极靴上一般还装有阻尼绕组。 阻尼绕组：由插入极靴阻尼槽内的裸铜条和端部铜环焊接而成。 磁极固定在磁轭上，磁轭常用整块钢板或铸钢做成。 同步电机的基本结构 水轮发电机结构转子结构（10000kW） 同步电机的基本结构 同步电机的基本结构 同步电机的基本结构 同步电机的基本结构 同步电机的基本结构 三、冷却问题简述 在中、小型电机中，都采用空气作为冷却介质。当电机的容量很大时，电机内部的损耗及发热量迅速增加，冷却问题显得格外重要，此时必须加强通风或采用其他的冷却方式。 在大型汽轮发电机中，为了提高其冷却效率，往往用氢气冷却，但氢气与空气混合后，有爆炸危险，必须有一套控制设备来保证外界空气不会渗入到电机内部。 目前在更大容量的发电机中，可以采用导线内部直接冷却。例如采用空心导体，冷却介质直接在导体中流通而把热量带走，这样能更有效地降低电机的温升。所采用的冷却介质一般有氢气及水等。 同步电机的基本结构 *大连理工大学电气工程系 *大连理工大学电气工程系 LFChun 制作 * * * 山东理工大学电工电子教研室weipeiyu 制作 第十二章 同步电机的基本类型和结构 12-2 同步电机的基本结构 12-3 同步电机的励磁方式(略) 12-4 同步电机的额定值及其主要系列 12-1 同步电机的基本类型 12-2 同步电机的基本结构 12-3 同步电机的励磁方式(略) 12-4 同步电机的额定值及其主要系列 12-1 同步电机的基本类型 本章基本要求： 1. 通过比较同步电机和异步电机结构的异同点，了解同步电机的构造，特别注意同步电机的转子结构形式。 2. 了解同步电机的工作原理、分类。 3. 熟练掌握同步电机的额定值的计算。 同步电机和直流电机、异步电机一样，也是根据电磁感应原理而工作的一种旋转电机，它是交流电机。 概述 同步电机主要用作发电机，现在全世界的发电量几乎都是由同步发电机发出，对于需要直流电流的地方，如今的趋势也多从交流通过整流装置而获得。 异步电动机因结构简单，运行可靠而得到广泛应用，但它需从电网上吸取滞后的无功电流作为励磁电流，使电网功率因数降低，发电站的装机容量得不到充分利用； 当同步电机作为电动机时，可通过调节其励磁电流来改善电网的功率因数，因此对于不需调速的大型电动机，一般都采用同步电动机。 12-1 同步电机的类型 一、同步发电机的工作原理 1. 工作原理：同步电机定子上有AX、BY、CZ三相对称绕组，转子上有磁极。如图所示。 B Y Z C A X N S 定子 + Uf － If 转子 励磁 绕组 如用原动机拖动发电机沿顺时针方向恒速旋转，则磁极的磁力线将切割定子绕组的导体，在定子导体中就会感应出交变电势； 设主极磁场的磁密沿气隙圆周按正弦规律分布，则导体内电势也随时间按正弦规律变化。 设A相电势的初相位为零，则三相电势的瞬时值为 同步电机的类型 2. 电势频率的确定 当转子为一对极时，转子转一周，绕组中的感应电势正好交变一次，当电机中有p对极时，则转子转一周，绕组中的感应电势变化p次，而转子每分钟转n圈，因此电势的频率为 如果作为电动机运行，则需要在定子绕组中通过三相交流电流，产生旋转磁场，磁场转速 同步电机的类型 这时转子绕组加上直流励磁，则转子将在定子旋转磁场的带动下，沿定子磁场的旋转方向以相同的转速旋转。 3. 同步电机的特点: （1）转子的转速n与电网频率f之间具有固定不变的关系，转速n称为同步转速。 （2）若电网的频率不变，则同步电机的转速恒为常值而与负载的大小无关。 二、同步电机的基本类型 同步电机可以按运行方式和结构形式进行分类。 1. 按运行方式和功率转换方式 同步电机 机械能转换成电能 电能转换为机械能 发电机 电动机 调相机 专门用来调节电网的无功功率，改善电网的功率因数 2. 按结构形式 同步电机 小容量同步电机中得到某些应用 旋转电枢式 旋转磁极式 应用比较广泛，并成