第6章同步电机培训课件方案研究.ppt

6.1 　同步电机的基本工作原理与结构 6.2 　同步发电机的空载运行 6.3　同步发电机的电枢反应 6.4 　同步发电机的负载运行 6.5　同步发电机的并联运行 6.6　同步电动机和同步调相机 思考题与习题 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。 ６.1同步电机的基本工作原理与结构 ６.1.1 同步电机的基本结构 以汽轮发电机为例: 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 1.发电环节——各种电机 国产300MW汽轮发电机 国产200MW汽轮发电机定子 现场运行的水轮发电机 ６.1同步电机的基本工作原理与结构 ６.1.2 同步电机的基本工作原理与分类 一、同步发电机的基本工作原理 相序：由转子的转向决定。 发电机的物理过程可用图示表示 旋转示意图1 旋转示意图2 二、同步电机的分类 按运行方式，同步电机分发电机、电动机和调相机。 按结构型式，同步电机分旋转电枢式和旋转磁极式。 旋转磁极式同步电机按磁极形状，又分隐极式和凸极式两种。 按原动机类别,同步电机分为汽轮发电机、水轮发电机和柴油发电机等。 汽轮发电机一般作成隐极式，现代汽轮发电机均为2极，转速为3000转/分钟，水轮发电机采用凸极式，极数多，转速低。 同步电动机、柴油发电机和调相机一般作成凸极式。 ６.1.3 同步电机的额定值 对同步发电机额定值之间关系为： 额定运行时加在三相定子绕组上的线电压。 指电机额定运行时，输出功率的保证值。同步发电机是指输出的额定视在功率或有功功率，单位是KVA或KW。电动机额定容量是指额定条件下转轴上输出的机械功率，单位是KW。调相机用KVA或Kvar表示。 在额定运行状态下三相定子绕组的线电流. ６.2 同步发电机的空载运行 电磁关系： 空载特性： ６.3 同步电机的电枢反应 电枢反应:电机带上负载后，电枢磁动势的基波在气隙中使气隙 磁通的大小及位置均发生变化, 这种影响称为电枢反应. 励磁磁势和电枢磁势的区别 基波波形 大小 位置 转速 转向 励磁磁动势 正弦波 恒定，由励磁电流决定 由转子位置决定 由原动机的转速决定 由原动机决定 电枢反应磁动势 正弦波 恒定，由电枢电流决定 由电流瞬时值决定 由磁极对数和电流频率决定 由电流相序决定 电枢反应性质： 交轴电枢反应 6.3.4 一般情况下的电枢反应 此种情况下 6.3.4 一般情况下的电枢反应（总结） 6.3.5 电枢反应与机--电能量转换 电枢反应是同步电机在负载运行时的重要物理现象，它不仅是引起端电压变化的主要原因，而且也是电机实现机---电能量转换的枢纽。 说明发电机带感性(或容性)无功负载时,不需要原动机增加能量. 但是直轴去磁（或助磁）电枢反应对气隙磁场有去磁（或助磁）作用，致使电压下降（或上升）。为维持电压恒定所需的励磁电流也需要相应增加（或减小）。 直轴电枢反应磁场与励磁电流共同作用,在励磁绕组上产生电磁力,但不能形成电磁转矩. 一般情况下，发电机既带有功负载，又带感性无功负载，有功电流的变化影响发电机的转速及频率，无功电流的变化影响发电机的电压。 综上所述，交轴电枢反应的存在是实现机——电能量转换的关键。 　　为了保持发电机的频率和电压的稳定，必须随负载变化及时调节发电机的输入功率和励磁电流。 6.4.1 凸极同步发电机的电动势方程和相量图 ６.4 同步电机的负载运行 一、凸极同步发电机的电动势方程 电磁关系： 不计磁路饱和时有下列关系 则电动势平衡方程 分别表征在对称负载下，单位直轴或交轴三相电流产生的总电枢磁场在电枢每一相绕组中感应的电动势。 二、凸极同步发电机的相量图 作图步骤 6.4.2隐极同步发电机的电动势方程、相量图和等效电路 一、电动势方程 电磁关系： 不计磁路饱和时有下列关系 电动势平衡方程 表征在对称负载下，单位三相电流产生的电枢总磁场在电枢每一相绕组中感应的电动势。 二、等效电路和相量图 等效电路 相量图 根据相量图可求出 当忽略电枢回路电阻时得到的等效电路称为简化等效电路,对应的相量图称为简化相量图 思考题 分别作出汽轮同步发电机带阻性、纯感性、纯容性、电感性、电容性负载时的简化相量图？并说明各种情况下电枢反应的性质？ 6.4.3 同步发电机特性 一、空载特性 定义： 空载特性是发电机的基本特性之一。它一方面表