最新同步电机原理和结构精编版

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同步电机的工作原理

同步电机的工作原理

同步电机的工作原理一、概述同步电机是一种特殊的交流电机,它的转速与电源频率同步,因此被称为同步电机。

同步电机广泛应用于工业生产中,如电力系统、机械传动和电动车辆等领域。

本文将详细介绍同步电机的工作原理。

二、同步电机的基本结构同步电机由定子和转子两部分组成。

定子是由电磁铁圈和绕组构成,绕组通常采用三相对称的绕组形式。

转子由永磁体或电磁铁圈构成,转子上的永磁体与定子的磁场相互作用,产生转矩。

三、同步电机的工作原理1. 磁场产生同步电机的定子绕组通电后,产生的磁场称为定子磁场。

定子磁场的磁通量密度与定子电流成正比。

转子上的永磁体或电磁铁圈产生的磁场称为转子磁场。

2. 磁场同步当定子磁场与转子磁场的磁通量密度相等时,两者的磁场达到同步。

这时,定子磁场和转子磁场的磁通量密度在空间上保持一致,形成一个旋转磁场。

3. 转矩产生同步电机的定子磁场与转子磁场之间产生的磁场相互作用,产生转矩。

这个转矩使得同步电机能够启动并运转。

四、同步电机的工作特点1. 转速恒定同步电机的转速与电源频率同步,因此转速是恒定的。

这使得同步电机在需要恒定转速的场合非常适用,如电力系统中的发电机。

2. 高效率同步电机的转速恒定,可以使其在额定负载下运行,从而提高效率。

同步电机的效率通常高于异步电机。

3. 启动困难同步电机的转子磁场必须与定子磁场同步,因此启动时需要外部的助力。

常见的启动方法有使用起动器、改变电源频率等。

4. 高功率因数同步电机的功率因数通常高于异步电机,可以提高电力系统的功率因数,减少无功功率的损耗。

五、同步电机的应用领域1. 电力系统同步电机广泛应用于电力系统中的发电机。

其稳定的转速和高功率因数使其成为电力系统中的重要组成部分。

2. 机械传动同步电机在机械传动中具有高效率和恒定转速的特点,适用于需要恒定转速的场合,如风力发电机组、水泵等。

3. 电动车辆同步电机在电动车辆中也有应用,其高效率和高功率因数可以提高电动车的续航里程和性能。

同步电机的基本工作原理和结构

同步电机的基本工作原理和结构

同步电机的基本工作原理和结构第一节精编资料本章主要介绍同步电机的结构和基本工作原理,同步电机的电动势和磁动势,异步电动...二,同步电机的工作原理1磁场:三相同步电机运行时存在两个旋转磁场: 定子旋转磁场...原理,结构同步电机的基本工作原理和结构本章主要介绍同步电机的结构和基本工作原理、同步电机的电动势和磁动势、异步电动机的电势平衡,磁势平衡、等值电路及相量图、功率转矩、同步发电机运行原理等内容。

本章共有10节课,内容和时间分配如下:1.掌握同步电机的结构特点及工作原理。

(2节)2.掌握同步电机绕组有关的结构、额定参数(1节)3.掌握同步电机机绕组的磁动势、等效电路,一般掌握相量图。

(3节)4.掌握同步电机功率、转矩和同步电机启动特性。

(2节)5.了解同步发电机的运行原理。

(2节)一、简介交流电机,根据用途,可以分为同步发电机、同步电动机和同步补偿机三类。

(交流电能几乎全部是由同步发电机提供的。

目前电力系统中运行的发电机都是三相同步发电机。

同步电动机可以通过调节其励磁电流来改善电网的功率因数,因而在不需要调速的低速大功率机械中也得到较广泛的应用。

随着变频技术的不断发展,同步电动机的起动和调速问题都得到了解决,从而进一步扩大了其应用范围。

同步补偿机实质上是接在交流电网上空载运行的同步电动机,其作用是从电网汲取超前无功功率来补偿其它电力用户从电网汲取的滞后无功功率,以改善电网的供功率因数。

) 二、同步电机的工作原理1磁场:三相同步电机运行时存在两个旋转磁场: 定子旋转磁场和转子旋转磁场。

定子旋转磁场—又常称为电枢磁势,而相应的磁场称为电枢磁场60f1n,速度:同步速度,即 1p方向:从具有超前电流的相转向具有滞后电流的相。

形成原因:以电气方式形成。

(当对称三相电流流过定子对称三相绕组时,将在空气隙中产生旋转磁通势。

它的旋转速度60f1n,1p为同步速度,即;它的旋转方向是从具有超前电流的相转向具有滞后电流的相;当某相电流达到最大值的瞬间,旋转磁势的振幅恰好转到该相绕组轴线处。

同步电机的工作原理

同步电机的工作原理

同步机电的工作原理一、引言同步机电是一种常见的电动机类型,其工作原理是基于电磁感应和磁场互作的原理。

本文将详细介绍同步机电的工作原理,包括结构、工作方式和工作原理的基本原理。

二、同步机电的结构同步机电由定子和转子组成。

定子是由若干个绕组组成的电磁线圈,绕组中通有交流电源。

转子是由永磁体或者电磁线圈组成的,通过电磁感应与定子的磁场相互作用,产生转矩,从而驱动转子旋转。

三、同步机电的工作方式同步机电有两种工作方式:同步工作和异步工作。

1. 同步工作同步机电在同步工作方式下,转子的转速与定子的旋转磁场的频率彻底相同,因此称为同步机电。

在同步工作方式下,同步机电的转子始终与定子的磁场保持同步,转矩稳定,转速恒定。

同步机电常用于需要精确控制转速的应用,如电力系统中的发机电、电动机等。

2. 异步工作同步机电在异步工作方式下,转子的转速与定子的旋转磁场的频率不同,因此称为异步机电。

在异步工作方式下,同步机电的转子与定子的磁场之间存在滑差,转矩不稳定,转速不恒定。

异步机电常用于需要启动转矩较大的应用,如电动机、压缩机等。

四、同步机电的工作原理同步机电的工作原理基于电磁感应和磁场互作的原理。

下面将详细介绍同步机电的工作原理。

1. 电磁感应原理当定子绕组通电时,会产生一个旋转的磁场。

根据电磁感应定律,转子中的导体将受到电磁力的作用,导致转子开始旋转。

这个旋转的运动将持续下去,直到转子的转速与定子的旋转磁场的频率达到同步。

2. 磁场互作原理同步机电的转子上通常设置有永磁体或者电磁线圈。

当定子的旋转磁场与转子上的永磁体或者电磁线圈的磁场相互作用时,会产生转矩,从而驱动转子旋转。

这种转矩的大小与定子和转子之间的磁场强度、磁场分布等因素有关。

3. 同步工作原理在同步工作方式下,同步机电的转子始终与定子的磁场保持同步。

定子的旋转磁场通过定子绕组产生,绕组中通有交流电源。

定子绕组通电后,产生的旋转磁场将与转子上的永磁体或者电磁线圈的磁场相互作用,产生转矩,驱动转子旋转。

同步电机的工作原理

同步电机的工作原理

同步电机的工作原理一、引言同步电机是一种常见的电动机类型,它具有高效率、高功率因数、稳定转速等优点,在工业生产中得到广泛应用。

本文将详细介绍同步电机的工作原理。

二、同步电机的基本结构同步电机由定子和转子组成。

定子是由三相绕组构成的,绕组中通有交流电,产生旋转磁场。

转子由永磁体或电磁体构成,与定子的磁场同步旋转。

三、同步电机的工作原理1. 旋转磁场产生同步电机的定子绕组通电后,产生一个旋转磁场。

这是因为定子绕组接通的是三相交流电,三相电流的相位差使得定子绕组中的磁场随时间旋转。

2. 磁场与转子的作用转子中的永磁体或电磁体受到定子磁场的作用,力使得转子与定子的磁场同步旋转。

由于同步转子的磁场与定子的磁场同步,因此称之为同步电机。

3. 同步电机的转速同步电机的转速由电源的频率和定子绕组的极对数决定。

转速与电源频率成正比,与极对数成反比。

例如,电源频率为50Hz,极对数为4,那么同步电机的转速为1500转/分钟。

4. 励磁方式同步电机的励磁方式有直流励磁和交流励磁两种。

直流励磁是通过外部直流电源提供励磁电流,交流励磁是通过定子绕组自身的交流电流产生励磁磁场。

5. 同步电机的运行状态同步电机的运行状态可以分为同步运行和失同步运行两种。

同步运行是指转子与定子的磁场同步旋转,转速稳定。

失同步运行是指转子与定子的磁场不同步旋转,转速不稳定。

6. 同步电机的应用领域同步电机广泛应用于工业生产中,如电力系统中的发电机、压缩机、泵站等。

另外,同步电机还被用于电动汽车、风力发电等领域。

四、同步电机的优点和缺点1. 优点(1)高效率:同步电机的效率较高,能够提高能源利用率。

(2)高功率因数:同步电机具有较高的功率因数,可以减少无功功率的损耗。

(3)稳定转速:同步电机的转速稳定,适用于对转速要求较高的场合。

2. 缺点(1)启动困难:同步电机启动时需要外部辅助设备,如起动电动机或变频器。

(2)负载变化响应较差:同步电机在负载变化较大的情况下,转速容易波动。

同步电机的基本知识及结构

同步电机的基本知识及结构

同步电机的基本知识及结构同步电机是一种采用交流电源供电、定子感应电动势与转子磁场同步工作的电动机。

它具有结构简单、功率因数高、转速恒定等优点,广泛应用于工业生产线、空调、电力系统等领域。

一、基本原理:同步电机的工作原理是通过感应电动势与转子磁场的同步运动来实现转子运转。

当同步电机的定子绕组通电时,在定子绕组内产生一个旋转磁场。

而当转子上的匝数大于定子,转子上也会感应出一个电动势,使转子上的磁场也具有旋转特性。

由于两者是同步发展的,所以称之为同步电机。

二、基本结构:1.定子:2.转子:3.端环和碳刷:同步电机转子上的绕组通过端环连接,以便于外部电源的接驳。

转子上还设有碳刷,用于保持转子绕组的绝缘。

4.外壳:三、工作方式:同步电机的工作方式可以分为饱和同步、欠饱和同步和过磁同步三种。

其中,饱和同步是指定子绕组的磁场与转子磁场完全同步,欠饱和同步是指定子绕组的磁场与转子磁场不完全同步,过磁同步则是指定子绕组的磁场与转子磁场超前一定角度。

四、应用领域:同步电机具有功率因数高、转速恒定等优点,广泛应用于工业生产线、空调、电力系统等领域。

在工业生产线中,同步电机常用于驱动各种机械设备,如风机、泵等。

在空调中,同步电机作为风机的驱动装置,能够提供稳定的风流,并降低噪音。

在电力系统中,同步电机作为发电机使用,可以将机械能转换为电能,并通过同步工作产生的电动势向电网输送能量。

总结起来,同步电机是一种采用交流电源供电、定子感应电动势与转子磁场同步工作的电动机。

它的主要结构包括定子、转子、端环、碳刷和外壳等。

同步电机具有结构简单、功率因数高、转速恒定等优点,被广泛应用于工业生产线、空调、电力系统等领域。

同步电机的工作原理

同步电机的工作原理

同步电机的工作原理同步电机是一种常见的电动机类型,它的工作原理是通过电磁感应和磁场作用实现转动。

下面将详细介绍同步电机的工作原理。

1. 构造与基本原理同步电机由定子和转子组成。

定子是由若干个线圈绕制而成,线圈中通以交流电。

转子则是由磁铁制成,通常称为励磁极。

当定子通以交流电时,会在定子上产生一个旋转磁场。

转子中的励磁极与定子的磁场相互作用,从而使转子跟随定子的旋转磁场运动。

2. 磁场同步同步电机的工作原理基于磁场同步的原理。

当定子通以交流电时,会在定子上产生一个旋转磁场。

转子中的励磁极由于磁场的作用,会跟随定子的旋转磁场运动。

这样,定子和转子之间就形成了一个同步的磁场关系。

3. 构成同步转矩同步电机的转子上的励磁极与定子的磁场相互作用,形成一个同步转矩。

同步转矩使得转子能够跟随定子的旋转磁场运动。

当同步电机的转子转动速度与定子的旋转磁场的速度相同步时,同步转矩达到最大值。

4. 工作原理总结综上所述,同步电机的工作原理是通过定子通以交流电产生旋转磁场,转子中的励磁极受到磁场的作用而跟随旋转磁场运动,形成同步转矩。

当转子的转动速度与定子的旋转磁场速度相同步时,同步转矩达到最大值,实现电机的正常工作。

同步电机的工作原理可以应用于各种领域,如工业生产中的机械传动、电力系统中的发电机等。

在实际应用中,根据不同的需求,可以采用不同的控制方式和结构设计,以实现更高效、稳定的工作。

需要注意的是,同步电机的工作原理是基于理想条件下的理论分析,实际应用中还需要考虑各种因素的影响,如负载变化、电源波动等。

因此,在实际应用中,需要综合考虑各种因素,进行合理的设计和控制,以确保同步电机的正常运行。

新版永磁同步电机的原理及结构-新版.pdf

新版永磁同步电机的原理及结构-新版.pdf

(1.2 )
对于永磁同步电机的功率而言, 同样根据发电机的惯例能够得到永磁同步电机 的电磁功率为
PM mUE0 sin xd
U2 1 m
2 xq
1 sin2
xd
(1.3 )
对于永磁同步电机的转矩而言, 在恒定的转速 1下 ,转矩和功率是成正比的, 所以可以得到以下公式
2
T PM mUE0 sin
1
pn
子的电流相应的频率是 f= , 因为定子旋转的磁动势的旋转速度是由定子上的电流
60
产生的,所以应为
60 f 60 pn
n1 p
n p 60
(1.1)
可以看出转子的旋转速度是与定子的磁动势的转速相等的。 对于永磁同步电机的电压特性研究,可以利用电动机的惯例来直接写出它的电 动势平衡方程式
U E0 j I d xd j I q xq
1 xd
mU2 1 2 1 xq
1 sin2
xd
(1.4 )
3
第二章 永磁同步电机物理模型开环仿真
2.1 永磁同步电机模块及仿真
下面对永磁同步电机物理模型的开环进行仿真,在仿真之前先介绍各个单元模 块,以便于对模型进行更好的仿真。
2.1.1 物理单元模块
逆变器单元,逆变是和整流相对应的,它的主要功能是把直流电转变成交流电。 逆变可以被分为两类, 包括有源逆变以及无源逆变。 其中有源逆变的定义为当交流侧 连接电网时,称之为有源逆变;当负载直接与交流侧相连时,称之为无源逆变。
以图 2-1 的单相桥式逆变电路的例子来说明逆变器的工作原理。
S1 io
S3 负载
Ud
Uo
S2
ห้องสมุดไป่ตู้
S4

同步电机的工作原理

同步电机的工作原理

同步机电的工作原理同步机电是一种常见的电动机,其工作原理基于电磁感应和电磁力的相互作用。

它由固定部份(定子)和旋转部份(转子)组成,通过交变电流产生的磁场来实现电能到机械能的转换。

1. 定子部份:定子是同步机电中的固定部份,通常由三个相互位移120度的绕组组成。

这些绕组被称为定子绕组,它们通过电源供电。

当电流通过定子绕组时,会在定子内产生一个旋转磁场。

这个旋转磁场的频率等于电源频率,通常为50Hz或者60Hz。

2. 转子部份:转子是同步机电中的旋转部份,通常由一个磁体组成。

转子内部有一个永磁体或者通过直流电源供电的绕组。

当定子绕组产生旋转磁场时,转子内的磁体味受到电磁力的作用,使得转子开始旋转。

转子的旋转速度与定子的旋转磁场的频率保持同步。

3. 工作原理:同步机电的工作原理可以分为两个阶段:启动和运行。

启动阶段:在启动阶段,同步机电需要通过外部的启动装置来匡助其达到同步速度。

启动装置可以是起动电阻、起动电容器等。

当机电启动时,启动装置会改变电路参数,使得机电能够旋转。

一旦机电达到同步速度,启动装置会被切断。

运行阶段:在运行阶段,同步机电会保持与电源频率同步运行。

定子绕组产生的旋转磁场和转子的磁体之间会产生电磁力,这个力会使得转子保持同步运行。

由于同步机电的转子速度与电源频率同步,因此它适合于需要稳定转速的应用,如电力系统中的发机电。

4. 特点和应用:同步机电具有以下特点:- 转速稳定:由于同步机电的转子速度与电源频率同步,因此它的转速非常稳定。

- 高效率:同步机电的效率较高,通常在90%以上。

- 大功率:同步机电适合于大功率的应用,如工业驱动和电力系统中的发机电。

- 复杂控制:同步机电需要较复杂的控制系统来实现同步运行。

同步机电广泛应用于各个领域,如工业生产线、电力系统、电动汽车等。

在工业生产线中,同步机电可以提供稳定的转速和较高的效率,用于驱动各种设备。

在电力系统中,同步机电作为发机电可以将机械能转换为电能。

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2020年同步电机原理和结构精编版同步电机篇:第一章同步电机原理和结构结构模型◆同步发电机和其它类型的旋转电机一样,由固定的定子和可旋转的转子两大部分组成。

一般分为转场式同步电机和转枢式同步电机。

◆图15.1给出了最常用的转场式同步发电机的结构模型,其定子铁心的内圆均匀分布着定子槽,槽内嵌放着按一定规律排列的三相对称交流绕组。

这种同步电机的定子又称为电枢,定子铁心和绕组又称为电枢铁心和电枢绕组。

◆转子铁心上装有制成一定形状的成对磁极,磁极上绕有励磁绕组,通以直流电流时,将会在电机的气隙中形成极性相间的分布磁场,称为励磁磁场(也称主磁场、转子磁场)。

◆气隙处于电枢内圆和转子磁极之间,气隙层的厚度和形状对电机内部磁场的分布和同步电机的性能有重大影响。

◆ 除了转场式同步电机外,还有转枢式同步电机,其磁极安装于定子上,而交流绕组分布于转子表面的槽内,这种同步电机的转子充当了电枢。

图中用AX、BY、CZ三个在空间错开120电角度分布的线圈代表三相对称交流绕组。

工作原理◆主磁场的建立:励磁绕组通以直流励磁电流,建立极性相间的励磁磁场,即建立起主磁场。

◆ 载流导体:三相对称的电枢绕组充当功率绕组,成为感应电势或者感应电流的载体。

◆ 切割运动:原动机拖动转子旋转(给电机输入机械能),极性相间的励磁磁场随轴一起旋转并顺次切割定子各相绕组(相当于绕组的导体反向切割励磁磁场)。

◆ 交变电势的产生:由于电枢绕组与主磁场之间的相对切割运动,电枢绕组中将会感应出大小和方向按周期性变化的三相对称交变电势。

通过引出线,即可提供交流电源。

◆ 感应电势有效值:由第11章可知,每相感应电势的有效值为(15.1)◆ 感应电势频率:感应电势的频率决定于同步电机的转速n 和极对数p ,即(15.2)◆ 交变性与对称性:由于旋转磁场极性相间,使得感应电势的极性交变;由于电枢绕组的对称性,保证了感应电势的三相对称性。

同步转速◆同步转速从供电品质考虑,由众多同步发电机并联构成的交流电网的频率应该是一个不变的值,这就要求发电机的频率应该和电网的频率一致。

我国电网的频率为50Hz ,故有:(15.3)◆要使得发电机供给电网50Hz的工频电能,发电机的转速必须运行方式◆同步电机的主要运行方式有三种,即作为发电机、电动机和补偿机运行。

作为发电机运行是同步电机最主要的运行方式,作为电动机运行是同步电机的另一种重要的运行方式。

同步电动机的功率因数可以调节,在不要求调速的场合,应用大型同步电动机可以提高运行效率。

近年来,小型同步电动机在变频调速系统中开始得到较多地应用。

同步电机还可以接于电网作为同步补偿为某些固定值,这些固定值称为同步转速。

例如2极电机的同步转速为3000r/min,4极电机的同步转速为1500r/min,依次类推。

只有运行于同步转速,同步电机才能正常运行,这也是同步电机名称的由来。

机。

这时电机不带任何机械负载,靠调节转子中的励磁电流向电网发出所需的感性或者容性无功功率,以达到改善电网功率因数或者调节电网电压的目的。

© 西安交通大学电机教研室版权所有,侵权必究2000.12®同步电机篇:第一章同步电机原理和结构凸极式转子凸极式转子上有明显凸出的成对磁极和励磁线圈,如图15.3 所示。

当励磁线圈中通过直流励磁电流后,每个磁极就出现一定的极性,相邻磁极交替为 N 极和 S 极。

对水轮发电机来说,由于水轮机的转速较低,要发出工频电能,发电机的极数就比较多,做成凸极式结构工艺上较为简单。

另外,中小型同步电机多半也做成凸极式。

水轮发电机水轮发电机的特点是:极数多,直径大,轴向长度短,整个转子在外形上与汽轮发电机大不相同。

大多数水轮发电机为立式。

水轮发电机的直径很大,定子铁心由扇形电工钢片拼装叠成。

为了散热的需要,定子铁心中留有径向通风沟。

转子磁极由厚度为1~2mm的钢片叠成;磁极两端有磁极压板,用来压紧磁极冲片和固定磁极绕组。

有些发电机磁极的极靴上开有一些槽,槽内放上铜条,并用端环将所有铜条连在一起构成阻尼绕组,其作用是用来拟制短路电流和减弱电机振荡,在电动机中作为起动绕组用。

磁极与磁极轭部采用 T 形或鸽尾形连接,如图15.4所示。

隐极式转子隐极式转子上没有凸出的磁极,如图15.2b所示。

沿着转子本体圆周表面上,开有许多槽,这些槽中嵌放着励磁绕组。

在转子表面约1/3部分没有开槽,构成所谓大齿,是磁极的中心区。

励磁绕组通入励磁电流后,沿转子圆周也会出现 N 极和 S 极。

在大容量高转速汽轮发电机中,转子圆周线速度极高,最大可达170米/秒。

为了减小转子本体及转子上的各部件所承受的巨大离心力,大型汽轮发电机都做成细长的隐极式圆柱体转子。

考虑到转子冷却和强度方面的要求,隐极式转子的结构和加工工艺较为复杂。

汽轮发电机定子大体上与异步电机相同,定子铁心由0.35mm,0.5mm或其它厚度的电工钢片叠成。

定子外径较小时,采用圆形冲片,当定子外径大于1m 时,采用扇形冲片。

定子铁心固定在机座上,机座常由钢板焊接而成,它必须有足够的强度和刚度,同时还必须满足通风和散热的需要。

汽轮发电机的电压较高,要求定子绕组有足够的绝缘强度,一般采用 B 级或 F 级绝缘。

为了减少高速旋转引起的离心力,一般采用隐极式转子,其外形常做成一个细长的圆柱体。

转子铁心表面圆周上铣有许多槽,励磁绕组嵌放在这些槽内。

励磁绕组为同心式绕组,以铜线绕制,并用不导磁的槽楔将绕组紧固在槽内。

励磁方式简介获得励磁电流的方法称为励磁方式。

目前采用的励磁方式分为两大类:一类是用直流发电机作为励磁电源的直流励磁机励磁系统;另一类是用硅整流装置将交流转化成直流后供给励磁的整流器励磁系统。

现说明如下:1 直流励磁机励磁直流励磁机通常与同步发电机同轴,采用并励或者他励接法。

采用他励接法时,励磁机的励磁电流由另一台被称为副励磁机的同轴的直流发电机供给。

如图15.5所示。

2 静止整流器励磁同一轴上有三台交流发电机,即主发电机、交流主励磁机和交流副励磁机。

副励磁机的励磁电流开始时由外部直流电源提供,待电压建立起来后再转为自励(有时采用永磁发电机)。

副励磁机的输出电流经过静止晶闸管整流器整流后供给主励磁机,而主励磁机的交流输出电流经过静止的三相桥式硅整流器整流后供给主发电机的励磁绕组。

(见图15.6)3 旋转整流器励磁 静止整流器的直流输出必须经过电刷和集电环才能输送到旋转的励磁绕组,对于大容量的同步发电机,其励磁电流达到数千安培,使得集电环严重过热。

因此,在大容量的同步发电机中,常采用不需要电刷和集电环的旋转整流器励磁系统,如图15.7所示。

主励磁机是旋转电枢式三相同步发电机,旋转电枢的交流电流经与主轴一起旋转的硅整流器整流后,直接送到主发电机的转子励磁绕组。

交流主励磁机的励磁电流由同轴的交流副励磁机经静止的晶闸管整流器整流后供给。

由于这种励磁系统取消了集电环和电刷装置,故又称为无刷励磁系统。

© 西安交通大学电机教研室 版权所有,侵权必究 2000.12®同步电机篇:第一章 同步电机原理和结构额定值同步电机的额定值有:☆额定容量 (VA,kVA,MVA等) 或额定功率PN (W,kW,MW等) :指电机输出功率的保证值。

发电机通过额定容量值可以确定电枢电流,通过额定功率可以确定配套原动机的容量。

电动机的额定容量一般用kW数表示,补偿机则用kVAR表示。

☆额定电压(V,kV等) :指额定运行时定子输出端的线电压。

☆额定电流(A) :指额定运行时定子的线电流。

☆额定功率因数:额定运行时电机的功率因数。

☆额定频率:额定运行时电机电枢输出端电能的频率,我国标准工业频率规定为50Hz。

☆额定转速:额定运行时电机的转速,即同步转速。

除上述额定值外,同步电机名牌上还常列出一些其它的运行数据,例如额定负载时的温升、励磁容量和励磁电压等。

国产同步电机型号我国生产的汽轮发电机有QFQ、QFN、QFS等系列,前两个字母表示汽轮发电机;第三个字母表示冷却方式,Q表示氢外冷,N表示氢内冷,S表示双水内冷。

我国生产的大型水轮发电机为TS系列,T表示同步,S表示水轮。

举例来说:QFS-300-2 表示容量为300MW双水内冷2极汽轮发电机。

TSS1264/160-48表示双水内冷水轮发电机,定子外径为1264厘米,铁心长为160厘米,极数为48。

此外同步电动机系列有TD、TDL等,TD表示同步电动机,后面的字母指出其主要用途。

如TDG表示高速同步电动机;TDL表示立式同步电动机。

同步补偿机为TT系列。

同步电机篇:第二章同步发电机对称运行分析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,其气隙磁场由转子磁势单独建立,分析较为简单。

空载气隙磁场◆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布不均匀,极面下气隙较小,而极间气隙较大,极面下的磁阻较小,而极间磁阻很大,而且在同一个极面下,在一个极的范围内气隙径向磁通密度的分布近似于平顶的帽形。

极靴以外的气隙磁通密度减少很快,相邻两极中线上的磁通密度为零。

气隙磁密可以用付立叶谐波分析的方法分解出空间基波和一系列谐波。

图16.1a中画出了基波波形。

通常将极靴的极弧半径做成小于定子的内圆半径,而且两圆弧的圆心不重合(称为偏心气隙),从而形成极弧中心处的气隙最小,沿极弧中心线两侧方向气隙逐渐增大,这样可以使得气隙磁通密度的分布较接近正弦波形。

◆隐极电机的励磁绕组嵌埋于转子槽内,沿转子圆周气隙可视为是均匀的。

励磁磁势在空间的分布为一个阶梯形,受齿槽的影响,气隙磁密呈现出波动变化。

用谐波分析法可求出其基波分量,如图16.1 (b)所示。

合理地选择大齿的宽度可以使气隙磁密的分布接近正弦波。

在本书以后的分析中,如无特殊说明,仅考虑磁通密度的基波分量。

◆感应电势的波形和大小与气隙磁密的分布形状及幅值大小紧密相关,在设计和制造电机时,应采取适当的措施,以获得尽可能接近正弦分布的气隙磁密,从而得到品质较高的感应电势。

在本课程以后的分析中,我们仅考虑感应电势的基波分量。

空载特性◆当空载运行时,励磁电势随励磁电流变化的关系称为同步发电机的空载特性。

励磁电势的大小 (有效值) 与转子每极磁通成正比,而励磁电流的大小又和作用于同步电机磁路上的励磁磁势正比例变化,所以空载特性与电机磁路的磁化曲线具有类似的变化规律。

如图16.2 所示。

◆由图可见,当励磁电流较小时,由于磁通较小,电机磁路没有饱和,空载特性呈直线(将其延长后的射线称为气隙线)。

随着励磁电流的增大,磁路逐渐饱和,磁化曲线开始进入饱和段。

为了合理地利用材料,空载额定电压一般设计在空载特性的弯曲处,如图中的c点。

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