《电机技术应用》课件 4.1.2 同步电机结构.pptx

同步电机结构

同步电机

同步电机

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，主要用作发电机，也可用作电动机。

同步电动机将电能转换为机械能，主要用于拖动功率较大，转速不要求调节的生产机械，如大型水泵、空气压缩机、矿井通风机等。

同步电机还可用作调相机，同步调相机实际上就是一台空载运转的同步电动机，专门向电网输送感性无功功率，用来改善电网的功率因数，以提高电网的运行经济性及电压的稳定性。

同步电机分类

按运行方式不同分为：发电机、电动机和调相机。

按结构形式不同分为：旋转电枢式(简称转枢式)和旋转磁极式(简称转场式)。旋转磁极式按转子结构不同又分为凸极式和隐极式。

按安装方式不同分为：卧式和立式。

按原动机类型不同分为：汽轮发电机、水轮发电机、燃气轮发电机、柴油发电机、风力发电机、太阳能发电机等等。

按冷却介质不同分为：空气冷却、氢气冷却、水冷却等。

公

±

9

N

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用

N

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a)

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b)

隐极式：转子圆柱形，气隙均匀，转子机械强度高，励磁绕组固定容易，适合于高速发电机。

凸极式：有明显的凸出的磁极，气隙不均匀，制作简单，适合于低速发电机。

凸极式和隐极式电机结构

。

当电源频率固定，采用转子结构与转速有关。

火电厂和核电站的汽轮机拖动的发电机，转速高，转子宜作成细而长的隐极式，这种发电机通常称为汽轮发电机。

核电站用的汽轮发电机在构造上与常规火电站用的大同小异，所不同的是由于蒸汽压力和温度都较低，所以同等功率机组的汽轮机体积比常规火电站的

大。

水轮机拖动的发电机，转速低，因而要求有较多的磁极，转子宜作成短而胖的凸极式。

凸极式和隐极式电机应用场合

定子铁芯：采用0.5mm厚的硅钢片叠压而成，构成电机主磁路。

电枢绕组：三相对称绕组，采用多股导线整体成型，产生电枢磁场并感应电枢电动势。

机座：钢板焊接面成，有足够的强度和钢度。

转子铁心：采用整块的含铬、镍和钼的合金钢锻成。

励磁绕组：铜线制成，通入直流电形成主极磁场。

护环：保护励磁绕组受离心力时不甩出。

中心环：支持护环，阻止励磁绕组轴向移动。

滑环：引励磁电流经电刷、滑环进入励磁绕组。

定子

转子

汽轮发电机结构

氢气冷却器

—发电机内端盖

冷水管

定子绕组

转子

发电机励

端外端盖

定子铁心

汽轮发电机结构

发电机主要部件

发电机汽端外端盖发电机内端盖

汽轮发电机定子

定子包括：定子铁心、定子绕组、机座、端盖等。

定子绕组

定子槽楔

国产200MW汽轮发电机定子

定子铁芯

机壳

定子铁心由0.35mm、0.5mm或其它厚度的电工钢片叠成，用以构成电机主

磁路。各段叠片间有宽约10mm的通风槽，以改善定子铁心散热。在铁芯内圆

均匀分布着许多槽，用来嵌放定子线圈，每相绕组由多个整体成型的线圈组成,按一定规律排列。

(1)定子铁心汽轮发电机定子

(2)定子绕组汽轮发电机定子

也称电枢绕组，一般采用双层三相对称绕组。大型电机定子电流极大，绕组导线截面大。为减小导体集肤效应带来的附加损耗，定子绕组常由多股截面15平方毫米以下的扁铜线并绕而成。

机座的作用：固定和支撑定子铁心及定子绕组等部件，通过机座将整个定子安装、固定在基础上。

汽轮发电机机座一般采用钢板焊接而成，对机座的要求，除了使安装、运输方便外，还需要有足够的强度和刚度，正常和故障时能承受可能发生的最大应力，保证不产生不允许的变形。

(3)机座和端盖汽轮发电机定子

功能：传递原动机供给的机械能、支撑旋转的励磁线圈、形成良好的磁通路径和转子散热通道，因此对转子结构、材料和加工工艺要求较高。

汽轮发电机转子

转子在专用铣床上加工

(1)转子铁心汽轮发电机转子

(2)转子绕组汽轮发电机转子

转子励磁绕组由多个线圈组成，嵌放在转子铁芯的槽中，多个线圈串联起来组成转子绕组，通过电刷与外电路连接，通入直流电形成主极磁场。

转子线圈护环

轴集电环

转子槽楔

转子铁芯

汽轮发电机转子绕组的端部在高速旋

转中将承受巨大的离心力，并在通过励磁电流时产生热膨胀，造成径向和轴向位移.护环用来套在转子绕组瑞部外面，防止径向位移，而中心环则用来阻止轴向位移。

为了避免因护环偏心引起的振动以及因转子表面感应电流引起配合面上的电灼伤，要求护环与转子本体、护环与中心环之间有较紧密的配合。

(3)护环和中心