电机学同步电机(3).pptx

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1、第六篇第六篇 同步电机同步电机同步电机的同步电机的基本结构基本结构同步发电同步发电机的运行机的运行原理原理同步发电同步发电机与电网机与电网并联运行并联运行 同步电动机和同步电动机和同步补偿机同步补偿机 同步发电机的不对称运行同步发电机的不对称运行 河北工业大学第二十章第二十章 同步电机的基本结构同步电机的基本结构 20.1 同同步步电机的基本结构电机的基本结构20.2 同步电机的运行状态和励磁方式同步电机的运行状态和励磁方式20.3 同步电机的冷却方式同步电机的冷却方式20.4 同步电机的额定值同步电机的额定值本章主要内容：本章主要内容：同步电机是另一种交流电机。同步电机与感应电机结同步电机是

2、另一种交流电机。同步电机与感应电机结构上的根本区别是在转子侧（或定子侧）装有直流励磁构上的根本区别是在转子侧（或定子侧）装有直流励磁(或永磁体或永磁体)的磁极，具有确定的极性。的磁极，具有确定的极性。同步电机的运行特点是转子的旋转速度与定子磁场的同步电机的运行特点是转子的旋转速度与定子磁场的旋转速度严格同步，即旋转速度严格同步，即n=ns。20.1 同步电机的基本结构同步电机的基本结构 (a)凸极式 (b)隐极式 1-定子；2-凸极转子；3-隐极转子；4-滑环 旋转电枢式旋转磁极式隐极式：细长凸极式：短粗同步电机20.2 同步电机的运行状态和励磁方式同步电机的运行状态和励磁方式 1.运行状态运

3、行状态发电机发电机转子主极磁场超前于定子合成磁场，转子主极磁场超前于定子合成磁场，0,把机械能转换为电能把机械能转换为电能 同步电机运行状态，取决于定子合成磁场与转子主极磁场之间的夹角，即功率角同步电机运行状态，取决于定子合成磁场与转子主极磁场之间的夹角，即功率角电动机电动机转子主极磁场滞后于定子合成磁场，转子主极磁场滞后于定子合成磁场，0,把电能转换为机械能把电能转换为机械能补偿机补偿机转子主极磁场轴线与定子合成磁场轴线重合，转子主极磁场轴线与定子合成磁场轴线重合，=0,没有有功功率的转换，只发出或吸收无功功率。没有有功功率的转换，只发出或吸收无功功率。20.2 同步电机的运行状态和励磁方式

4、同步电机的运行状态和励磁方式 2.励磁方式励磁方式直流励磁机励磁系统直流励磁机励磁系统直流励磁机通常与同步发电机同轴，采用并励或他励接直流励磁机通常与同步发电机同轴，采用并励或他励接法。法。交流整流励磁系统交流整流励磁系统静止式静止式旋转式旋转式20.2 同步电机的运行状态和励磁方式同步电机的运行状态和励磁方式 20.3 同步电机的冷却方式同步电机的冷却方式 1.空气冷却空气冷却空气冷却主要采用内扇式轴向和径向混合通风系统，适用于容量为空气冷却主要采用内扇式轴向和径向混合通风系统，适用于容量为50MW以下的汽轮发以下的汽轮发电机。电机。2.氢气冷却氢气冷却氢气冷却的效果明显优于空气冷却，在汽轮

5、发电机中被广泛应用，并从外冷式发展为氢气冷却的效果明显优于空气冷却，在汽轮发电机中被广泛应用，并从外冷式发展为内冷式，应用中注意防漏和防爆问题。内冷式，应用中注意防漏和防爆问题。3.水冷却水冷却水的冷却效果优于氢气。主要方式为内冷式，并且以定子绕组内冷的应用为多，但面水的冷却效果优于氢气。主要方式为内冷式，并且以定子绕组内冷的应用为多，但面临泄露和积垢堵塞问题。临泄露和积垢堵塞问题。混合冷却方式混合冷却方式“水氢氢水氢氢”更为经济，应用也较多。更为经济，应用也较多。同步电机的冷却方式方法在不断发展，新型电机也随着新型材料的不断涌现得到发展，同步电机的冷却方式方法在不断发展，新型电机也随着新型材

6、料的不断涌现得到发展，比如超导发电机等，能够实现解决电机发热和冷却问题。比如超导发电机等，能够实现解决电机发热和冷却问题。20.4 同步电机的额定值同步电机的额定值 同步电机的额定值主要有以下几个：同步电机的额定值主要有以下几个：1.额定容量额定容量SN(或额定功率或额定功率PN)2.额定电压额定电压UN3.额定电流额定电流IN4.额定功率因数额定功率因数5.额定频率额定频率fN6.额定转速额定转速nN7.额定效率额定效率N第二十一章第二十一章 同步发电机的运行原理同步发电机的运行原理 21.1 同步发电机的空载运行同步发电机的空载运行21.2 同步发电机对称负载时的电枢反应同步发电机对称负载

7、时的电枢反应21.3 隐极同步发电机的电压方程、相量图和等效电路隐极同步发电机的电压方程、相量图和等效电路 21.4 凸极同步发电机的电压方程、相量图和等效电路凸极同步发电机的电压方程、相量图和等效电路21.5 同步发电机参数的测定同步发电机参数的测定 21.6 同步发电机的运行特性同步发电机的运行特性内容：内容：21.1 同步发电机的空载运行同步发电机的空载运行 同步发电机的同步发电机的空载运行空载运行:即电枢电流为零时的运行情况。即电枢电流为零时的运行情况。空载时电机磁场由励磁电流产生。空载时电机磁场由励磁电流产生。左下图为左下图为4极直流电机磁路的一部分。整个主磁路分气隙、电枢齿、电枢磁轭、主磁极直流电机磁路的一部分。整个主磁路分气隙、电枢齿、电枢磁轭、主磁极及定子磁轭五个组成部分；漏磁路不进入电枢铁心，直接经过气隙、相邻磁极或定极及定子磁轭五个组成部分；漏磁路不进入电枢铁心，直接经过气隙、相邻磁极或定子铁轭形成闭合回路。子铁轭形成闭合回路。空载时直流电机内的磁场空载时直流电机内的磁场 E04.44fN1kw1 0 激激磁磁电电势势