同步發(fā)電機結(jié)構(gòu)及工作原理講義

《同步發(fā)電機結(jié)構(gòu)及工作原理講義》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、昆明石林同步電機篇8/30/20211同步發(fā)電機的基本電磁關(guān)系同步發(fā)電機對稱運行時的特性同步發(fā)電機并網(wǎng)運行本篇主要內(nèi)容8/30/20212概述同步電機：交流旋轉(zhuǎn)電機。用途：主要作發(fā)電機用，也可作電動機帶動具有恒速要求的機械，還可作調(diào)相機，向電力系統(tǒng)發(fā)出無功功率，用于改善電力系統(tǒng)的功率因數(shù)及調(diào)整電網(wǎng)電壓。現(xiàn)代發(fā)電廠中所發(fā)出的交流電能幾乎全部是同步發(fā)電機發(fā)出，盡管目前有其他發(fā)電型式，如磁流體發(fā)電，太陽能發(fā)電等，但電力系統(tǒng)中仍是同步發(fā)電機占絕對優(yōu)勢。8/30/20213同步電機指電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n與旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速n1相同的交流電機。同步電機的轉(zhuǎn)速：n=60f

2、1/pf1--電網(wǎng)頻率。概述8/30/20214第十四章三相同步發(fā)電機的基本工作原理與結(jié)構(gòu)8/30/20215本章主要內(nèi)容第一節(jié)三相同步發(fā)電機的基本工作原理及分類第二節(jié)同步發(fā)電機的基本結(jié)構(gòu)第三節(jié)大型同步發(fā)電機的基本系統(tǒng)第四節(jié)同步發(fā)電機的型號與額定值8/30/20216三相同步發(fā)電機的基本工作原理同步發(fā)電機(synchronousgenerator)是將機械能轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟娔艿脑O(shè)備。在火電廠，發(fā)電機用汽輪機作原動機，稱為汽輪發(fā)電機；在核電站是以核反應(yīng)堆來代替火電站的鍋爐，原動機仍然是汽輪機；在水電廠，發(fā)電機用水輪機作原動機，稱為水輪發(fā)電機；有的地方用柴

3、油機用作原動機，稱為柴油發(fā)電機。8/30/20217SNnIf三相同步發(fā)電機的基本工作原理同步發(fā)電機基本工作原理：導體切割磁力線感應(yīng)電動勢。轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)動的部分，轉(zhuǎn)子上有磁極和勵磁繞組，產(chǎn)生磁場。定子（又叫電樞）：固定的部分，定子鐵心上有齒和槽，槽內(nèi)設(shè)置有繞組，是切割磁場的導體。氣隙：定轉(zhuǎn)子之間有氣隙。動畫8/30/20218三相同步發(fā)電機的基本工作原理定子：有三相定子繞組，每相結(jié)構(gòu)完全相同，它們在空間上互差120°電角度對稱分布放置在定子鐵心槽內(nèi)。轉(zhuǎn)子：有p對磁極，磁極上有直流勵磁繞組，當直流電流通過電刷和滑環(huán)流入轉(zhuǎn)子繞組后，產(chǎn)生主磁通，主磁通由N極

4、經(jīng)氣隙，定子鐵心，再經(jīng)氣隙進入S極，構(gòu)成主磁路。8/30/20219同步電機與異步電機的根本區(qū)別是旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子通入直流電流勵磁轉(zhuǎn)子通直流電流If勵磁磁場Bf電樞感應(yīng)電勢隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角速度ωSNnea三相對稱負載運行時旋轉(zhuǎn)基波磁勢Fa三相對稱電樞電流iabc(同步電機)ebecIf三相同步發(fā)電機的基本工作原理8/30/202110定子外接負載，形成回路，有三相電流。機械能轉(zhuǎn)化為電能定子繞組三相感應(yīng)電勢三相同步發(fā)電機的基本工作原理8/30/202111交流電勢頻率f的確定當轉(zhuǎn)子為1對磁極時，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，定子繞組中感應(yīng)電勢變化一個周期；當同步發(fā)電機有p對極

5、時，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，感應(yīng)電勢交變p個周期。當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為每分n轉(zhuǎn)時，交變電勢頻率為：三相同步發(fā)電機的基本工作原理8/30/202112交流電勢頻率f的確定結(jié)論：同步發(fā)電機定子繞組感應(yīng)電勢的頻率取決于它的極對數(shù)p和轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n。同步發(fā)電機極對數(shù)一定時，轉(zhuǎn)速與電樞電勢的頻率有嚴格對應(yīng)關(guān)系。當電力系統(tǒng)頻率f一定，發(fā)電機轉(zhuǎn)速為恒定值，這是同步發(fā)電機的主要特點。三相同步發(fā)電機的基本工作原理8/30/202113結(jié)論：我國標準工頻為50Hz，所以同步發(fā)電機的極對數(shù)和轉(zhuǎn)速成反比。汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)速較高，極對數(shù)較少，如轉(zhuǎn)速n=3000r/min，則極對數(shù)p=1。水輪發(fā)電機

6、轉(zhuǎn)速較低，極對數(shù)較多，如轉(zhuǎn)速n=125r/min，則極對數(shù)p=24。三相同步發(fā)電機的基本工作原理8/30/202114按運行方式不同分為：發(fā)電機、電動機和調(diào)相機。按結(jié)構(gòu)形式不同分為：電樞旋轉(zhuǎn)式（簡稱轉(zhuǎn)樞式）和磁極旋轉(zhuǎn)式（簡稱轉(zhuǎn)場式）。磁極旋轉(zhuǎn)式按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)不同又分為凸極式和隱極式。按安裝方式不同分為：臥式和立式。同步電機的類型按原動機類型不同分為：汽輪發(fā)電機、水輪發(fā)電機、燃氣輪發(fā)電機、柴油發(fā)電機、風力發(fā)電機、太陽能發(fā)電機等等。按冷卻介質(zhì)不同分為：空氣冷卻、氫氣冷卻、水冷卻等。8/30/202115第二節(jié)同步發(fā)電機的基本構(gòu)造同步電機一般采用旋轉(zhuǎn)磁極式結(jié)

7、構(gòu)，根據(jù)磁極形狀可分為隱極和凸極兩種型式。凸極同步電機氣隙不均勻，適合于中速或低速旋轉(zhuǎn)場合。隱極同步電機在不考慮齒槽效應(yīng)時，氣隙均勻，適合于高速旋轉(zhuǎn)。8/30/2021161—定子2—凸極式轉(zhuǎn)子氣隙不均勻，極弧底下氣隙較小，極間部分較大。凸極式電機結(jié)構(gòu)特點8/30/202117轉(zhuǎn)子上沒有凸出的磁極，氣隙均勻，轉(zhuǎn)子呈圓柱形。1—定子3—隱極式轉(zhuǎn)子隱極式電機結(jié)構(gòu)特點8/30/202118電源頻率固定，采用轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn)速有關(guān)?；痣姀S和核電站的汽輪機拖動的發(fā)電機，轉(zhuǎn)速高，轉(zhuǎn)子宜作成細而長的隱極式，這種發(fā)電機通常稱為汽輪發(fā)電機。核電站用的汽輪發(fā)電機在構(gòu)造上與

8、常規(guī)火電站用的大同小異，所不同的是由于蒸汽壓力和溫度都較低，所以同等功率機組的汽輪機體積比常規(guī)火電站的大。水輪機拖動的發(fā)電