第11章-同步发电机的基本工作原理和结构.pptVIP

电机学 第11章 同步发电机的基本工作原理和结构 * 1 [内容] *11.3 同步发电机的励磁系统 11.1 同步发电机的工作原理、分类与额定值 11.2 同步发电机的基本结构 掌握同步发电机的基本工作原理、类型和额定值。 了解同步发电机的基本结构及各主要部件的作用。 了解同步发电机的励磁系统。 [要求] 同步发动机工作原理图 1 11.1 同步发电机的工作原理、分类与额定值 一、同步发电机的基本工作原理 定子：三相对称绕组：U1-U2、V1-V2、W1-W2 转子：磁极铁心、励磁绕组。 励磁绕组通入直流电流，建立转子磁场。 原动机拖动转子以转速 n 匀速旋转时，转子磁场切 割定子三相绕组，在三相绕组中感应出交变电动势。 由于定子三相绕组在空间位置上互差 电角度， 所以三相电动势在时间上互差 电角度。 1．感应电动势的波形 设计适当的转子极弧形状，使 B 沿气隙正弦分布，可得到正弦波形的 e 。 的波形取决于 的波形。 2．感应电动势的频率 500 600 750 1000 1500 3000 n（r/min） 6 5 4 3 2 1 极对数 p 为了发出50HZ交流电，同步发电机转速与极对数关系 3．三相电动势的大小和相序 大小： 相序：与转子转向一致，即相序由转子的转向决定。 11.1 同步发电机的工作原理、分类与额定值 二、同步发电机的分类 1．按结构型式分 隐极式 凸极式 旋转磁极式 旋转电枢式 ~ 旋转电枢式（小容量同步电机采用） 旋转磁极式（大容量同步电机采用） 隐极式（火电机组） 凸极式（水电机组） 11.1 同步发电机的工作原理、分类与额定值 2．按原动机类型分 2p =2，n=3000r/min； 隐极转子，细长，卧式安装； 用在火力发电厂中。 汽轮发电机：原动机为汽轮机。 特点： 水轮发电机：原动机为水轮机。 极数多，转速低，几十转到数百转； 凸极转子，短粗，立式安装； 用在水力发电厂中。 特点： 柴油发电机：原动机为柴油机。 n=500~1500r/min； 容量较小； 主要作为自备电源、移动电源。 特点： 11.1 同步发电机的工作原理、分类与额定值 水轮发电机工作原理图 上游水 水轮发电机 下游水 水轮机 11.1 同步发电机的工作原理、分类与额定值 水轮发电机转子 水轮机 转轴 11.1 同步发电机的工作原理、分类与额定值 同步发动机结构示意图 11.1 同步发电机的工作原理、分类与额定值 同步发动机结构示意图 11.1 同步发电机的工作原理、分类与额定值 3．按冷却介质和冷却方式分 空气冷却(空冷)：主要采用内扇式轴向和径向混合通风系统。 氢气冷却(氢冷)：定、转子绕组采用空心导线，将氢气压缩进导体带走热量。 水 冷 却(水冷)：主要是定子绕组水内冷。 冷却组合方式： ① 定、转子绕组和定子铁心均氢外冷； ② 定子绕组水内冷、转子绕组氢内冷、定转子铁心氢外冷(水一氢一氢)； ③ 定、转子绕组水内冷，定子铁心氢冷(水一水一氢)； ④ 定、转子绕组水内冷、定子铁心空冷(水一水一空)。 11.1 同步发电机的工作原理、分类与额定值 三、同步发电机的额定值 1．额定功率 （kW、MW）：额定运行时发电机的输出电功率。 2．额定电压 （V、kV）：额定运行时定子三相绕组上的线电压。 3．额定电流 （A、kA）：额定运行时流过定子绕组的线电流。 4. 额定频率 HZ 5．额定功率因数 : 额定运行时输出有功功率和视在功率比值。 6. 额定转速 (r/min): 额定运行时的转速，为同步转速。 额定值关系： 11.1 同步发电机的工作原理、分类与额定值 11.2 同步发电机的基本结构 汽轮发电机外形 汽 轮 发 电 机 转 子 汽 轮 发 电 机 定 子 水 轮 发 电 机 外 形 水 轮 发 电 机 转 子 11.2 同步发电机的基本结构 其结构与异步电机相同，由定子铁心、电枢绕组、机座和端盖等组成。 一、定子（电枢） 1. 定子铁心 是磁路的一部分，由硅钢片叠装而成。内圆槽安放电枢绕组。 定子铁心沿轴向每隔一段，留有径向通风沟，以利于散热。 大型同步发电机定子铁心由扇形片拼合叠装成定子铁心。 2. 电枢绕组 双层叠绕组，由扁铜线绕制成型后，包以绝缘而成。 采用实心导线，空心与实心导线组合绕组，加强冷却。 机座、端盖、轴承、轴承座及电刷等。 11.2 同步发电机的基本结构 三相绕组结构示意图 11.2