山东大学电机学第六章.pptVIP

第六章 同步电机; 旋转磁极式按转子主极的形状同步电机又可分为隐极式和凸极式两种基本型式;;定子 ; 转子是汽轮发电机关键部分，从机械应力和发热看是汽轮发电机最吃紧的部件。它即是电机磁路的主要组成部分，又高速旋转而承受很大的机械应力，材料即要求有好的导磁性能，又需要有很高的机械强度。所以转子一般用整块的具有良好导磁性的高强度合金钢锻成，转子表面约2/3部分铣有凹槽。用以嵌放励磁绕组，不开槽部分形成一大齿,齿的中心线即为转子主极中心线。槽内插有非磁性金属槽楔，端口套有高强度非磁性钢锻成的护环。护环的作用是保证绕组端口不会因离心力甩动而损坏。;;;;;2、凸极同步电机的结构;阻尼绕组的结构与笼型感应电机的转子的笼型绕组相似。;;;; 汽轮发电机组侧视图 1—X、Y、Z引出线；2—电流互感器；3—A、B、C引出线；4—自并励副励磁机；5—主励磁机；6—励磁机轴承；7—出线盒；8—气体冷却器；9—碳刷架隔音罩；10—端盖；11—机壳；12—测温引线盒; 水轮发电机因直径大，轴向长度短，其冷却问题相对来说比较容易解决。大型汽轮机发热问题比较严重，为了提高冷却效率，大型汽轮发电机采用水和氢气冷却。 大型汽轮发电机用水来直接冷却导线内部，称为水内冷。 1956年英国试制成第一台定子线圈水内冷的汽轮发电机。 1958年我国研制成第一台定.转子线圈都采用水内冷的12000千瓦双水内冷汽轮发电机。 目前世界各主要工业国也相继将超导技术用于同步电机。我国于1976年研制成功一台400千瓦超导同步发电机。由于超导电机的绕组在超导状态时电阻完全消失，从而彻底上解决了巨型电机绕组的发热温升问题。 上电厂产660WM汽轮发电机采用水氢氢冷却方式，即定子绕组采用水冷，转子绕组为氢内冷，定子铁芯及结构部件为氢冷，定子机座所有焊缝均为气密焊缝，氢冷却器设置在汽机上端。;应用最广的冷却介质有空气、氢气、水、油。冷却方法有表冷（间接冷却）和内冷（直接冷却）。空气和氢气多应用于表冷；氢气和水多应用于内冷。现代大功率汽轮发电机???冷却介质和冷却方法多为组合式，其中主要有以下五种： 1、定子绕组氢外冷，转子绕组氢内冷，铁心氢冷； 2、定子绕组氢内冷，转子绕组氢内冷，铁心氢冷； 3、定子绕组水内冷，转子绕组氢内冷，铁心氢冷； 4、定子绕组水内冷，转子绕组水内冷，铁心氢冷； 5、定子绕组水内冷，转子绕组水内冷，铁心空冷。 其中第三种冷却方式应用最多，广泛应用于20~100万KW左右的机组上。 ; 火电厂超超临界机组和超临界机组指的是锅炉内工质的压力和温度。锅炉内的工质是水，水的临界压力是:22.115MP,临界温度是374.15℃ ；在这个压力和温度时，水和蒸汽的密度是相同的，称水的临界点，炉内工质压力低于这个压力就叫亚临界锅炉，大于这个压力就是超临界锅炉，炉内蒸汽温度不低于593℃或蒸汽压力不低于31 MPa被称为超超临界。;;周向分区通风系统;200MW汽轮发电机轴向通风系统图;转子通风采取气隙取气斜流式 转子风区与定子的风区一一对应。转子旋转时由于转子表面的进风斗对气隙气流的相对运动形成正压，出风斗为负压，形成了氢气在转子导体槽内流动的压力源。冷却介质从转子槽楔上的进风斗进入，经楔下绝缘垫条上相应孔道进入铜线的通风孔，槽楔的每个进、出风斗连接两个风道，形成“一风斗、二风道”结构。;(a)转子槽断面 （b）导体中间铣孔 （c）导体内斜流风道;;;定子冷却水系统;定子绕组接线及进出水路;定子冷却水系统;密封油冷却系统 ;密封油系统;二、同步电机的运行状态 ;功率角δ 转子磁场轴线领先合成磁场轴线的夹角。;δ 0 时，电磁转矩为驱动转矩，带动负载运行。转子输出机械功率，定子吸收电功率。;三、同步电机的励磁方式 ;1、直流励磁机励磁;有时为了提高励磁系统的响应速度，直流励磁机本身的励磁电流If采用它励式，由同轴的副励磁机供给，但由于多了一台副励磁机，使设备复杂，降低了运行的可靠性。;2、静止整流器励磁(交流整流励磁系统） ; 由交流主励磁机、交流副励磁机、硅整流装置和电压调整器组成。 主励磁机是一台与同步发电机同轴连接的三相同步发电机（频率通常为100赫兹）。主励磁机交流输出经整流后，由集电环装置接到主发电机励磁绕组，以供给直流励磁。主励磁机的励磁电流由交流副励磁机提供。 交流副励磁机是一台与主发电机同轴连接的中频（一般为400赫）三相同步发电机。副励磁机的励磁可采用永磁式，也可采用励磁式。