陈世元电机学第4篇同步电机讲义.ppt

第4篇 同步电机 第12章 同步电机的基本工作原理和主要结构 第13章 同步发电机的运行原理 第14章 同步发电机的并联运行 第15章 三相同步电动机 第16章 同步发电机的不对称运行和突然短路 下一页 退 出 第12章 同步电机的基本工作原理 和主要结构 12.1 同步电机的基本工作原理 12.2 同步电机的主要结构 12.3 同步电机的额定值 返 回 退 出 第12章 同步电机的基本工作原理和主要 结构 12.1 同步电机的基本工作原理 如图12-1，同步电机的定子装有三相对称绕组。旋转的部分称为转子，转子绕组通直流电。转子旋转时，定子导体交替地为N极和S极磁场所切割，因此每根导体中的感应电势方向是交变的。（动画1） 磁通首先切割A相导体，当转子转过120 °及240 °后，磁通再依次切割B相导体和C相导体。三相电势为大小相等，相位互差120 °的对称电动势。 下一页 返 回 退 出 12.2 同步电机的主要结构 同步电机也是由定子及转子两大部分所组成. 12.2.1 定子 同步电机的定子有时也称为电枢，由定子铁芯、电枢三相绕组、机座和端盖等部件所组成。 同步电机的定子铁芯是由硅钢片冲制后叠装而成。 当大型同步电机冲片外圆的直径大于1m时，由于材料标准尺寸的限制，必须做成扇形冲片（图12-2 ）。 上一页 下一页 退 出 返 回 12.2.2 转子 同步电机的转子有两种结构型式，即凸极式和隐极式。 图12-3 同步电机的转子结构 上一页 下一页 返 回 退 出 转子的磁极铁芯是由普通的薄钢片冲制成。 磁极铁芯上放置集中的励磁绕组。整个磁极利用T形尾部固定在磁轭上。 磁极的表面常装设类似笼型感应电机转子上的短路绕组，在发电机中称为阻尼绕组，在电动机中称为起动绕组。 上一页 下一页 退 出 返 回 图12-4磁极冲片 图12-5 凸极同步电机磁极装配 1—阻尼绕祖；2—磁极铁心； 3—励磁绕组；4—磁轭； 5—磁极T形尾固定部分。 上一页 下一页 退 出 返 回 凸极结构转子的优点是制造方便，缺点是机械强度较差，因此多用在离心力较小，转速较低的中小型电机中或用在水轮发电机中。隐极转子的优点是机械强度好，但是制造工艺较复杂，因此多用在离心力较大、转速较高的电机中。例如汽轮发电机多采用隐极结构。 上一页 退 出 下一页 返 回 图12-6 同步电机转子上 图12-7 空心导线 的阻尼绕阻 1—导线绝缘； 2—铜线； 3—空心 上一页 下一页 退 出 返 回 汽轮发电机和水轮发电机在结构上有较大的差别，下面再分别介绍。 1、汽轮发电机结构 （1）定子铁心 思考：定子铁心为什么要用0.5mm的硅钢片叠裝？ （2）定子绕组 2、水轮发电机结构 (1)立式水轮发电机 上一页 下一页 返 回 (3)灯泡贯流式水轮发电机 上一页 下一页 返 回 (4)转子结构 上一页 下一页 返 回 12.2.3 冷却问题简述: 在大型汽轮发电机中，为了提高其冷却效率，往往用氢气冷却，因氢气的比重比空气小，在旋转时产风的摩擦损耗减小；同时氢气的导热率比空气大，散热也良好。氢气与空气混合后，有爆炸危险，必须有一套控制设备来保证外界空气不会渗入到电机内部。 在更大容量的发电机中，可以采用导线内部直接冷却。例如采用空心导体，冷却介质直接在导体中流通把热量带走。所采用的冷却介质一般有氢气及水等。 上一页 下一页 返 回 12.3 同步电机的额定值: 1）额定电压 ：正常运行时，按照制造厂的规定，定子三相绕组上的线电压。电压的单位用V或kV表示。 2）额定电流 ：在正常运行时，按制造厂的规定，流过定子绕组的线电流。电流的单位用A表示。 退 出 上一页 下一页 3）额定功率 ：在正常运行时，电机的输出功率。对于发电机是指输出的电功率；对于电动机是