注册电气专业基础第53讲 第二十八章：同步电机(一)(2010年新版).doc

第28章同步电机
同步电机的基本结构、工作原理及额定值
同步电机的基本结构
隐极同步电机(以汽轮发电机为例)
为保证频率f=50Hz,则发电机的极对数P少
特点:转速高(一般为二极,2P=2)
离心力大,需细长转子(隐极式)

定子铁心大型电机由扇型片拼成圆形
矩形开口槽,径向,轴向通风道
1. 定子定子绕组-三相双层绕组,扁铜线绕制而成,采用成型线圈

外壳-用钢板焊接而成
转子(1)由合金钢锻成,与转轴制成一个整体,外园开槽,大齿和小齿
(2)励磁绕组为同心式绕组
(3)采用高强度铝合金槽楔,端部采用保护环固定
(集电环)与电刷装置.
凸极同步电机
特点:转速低为保证f=50Hz,则需发电机的极对数P增大
为保证放置P对磁极,则需转子的直径大.
: 定子铁心-硅钢片叠成,直径可达20多米,矩形开口槽.
定子绕组-双层绕组
: 凸极式铁心由厚钢板叠成
励磁绕组由扁铜线绕制而成
阻尼绕组(起动绕组)-由铜条和端环构成,用于同步电动机异步起动.
同步发电机的基本工作原理
同步电动机工作时,定子的三相绕组中通入三相对称电流,转子的励磁绕组通入直流电流。在定子三相对称绕组中通入三相交变电流时,将在气隙中产生旋转磁场。在转子励磁绕组中通入直流电流时,将产生极性恒定的静止磁场。若转子磁场的磁极对数与定子磁场的磁极对数相等,转子磁场因受定子磁场磁拉力作用而随定子旋转磁场同步旋转,即转子以等同于旋转磁场的速度、方向旋转,这就是同步发电机的基本工作原理。
定子旋转磁场与转子的速度为,称为同步转速。它的大小只决定于电源频率的大小和定、转子的极对数p,不会因负载变化而改变。
同步电机的额定值
同步电机的额定值(铭牌值)有以下几种:
1. 额定容量SN或额定功率PN。对同步发电机来说,额定容量是指发电机出线端的额定视在功率,一般以千伏安(kVA)或兆伏安(MVA,即百万伏安)为单位;而额定功率是指发电机输出的额定有功功率,一般以千瓦(kW)或兆瓦(MW,即百万瓦)为单位。对同步电动机而言,是指其转轴上输出的有效机械功率,也用千瓦(kW)或兆瓦来表示。对于同步调相机,则用发电机出线端输出的无功功率来表示其容量,以千乏(kvar)或兆乏(Mvar)来表示。
2. 额定电压UN是指同步电机在额定运行时其定子三相的线电压,单位为伏(V)或千伏(kV)。
3. 额定电流IN是指同步电机在额定运行时流过其定子绕组的线电流,单位为安(A)。
4. 额定功率因数是指同步电机在额定运行时的功率因数。
5. 额定效率是指额定运行时效率。
综合定义1~5条,可以得出它们之间的基本关系。
即对三相交流发电机来说
对于三相交流电动机来说,则为
额定转速nN和额定频率fN、额定励磁电压UfN和额定励磁电流IfN
同步电机的磁场和电枢反应
空载运行时同步电机的磁场
当原动机带动发电机在同步转速下运行,励磁绕组通过适当的励磁电流,电枢绕组不带任何负载时的运行情况,称为空载运行。空载运行是同步发电机最简单的运行方式。
◆对于凸极发电机来说,由于定转子间的气隙沿整个电枢圆周分