大型同步讲义电机结构
同步电机的结构
同步电机的结构
同步电机是一种常见的交流电机，其结构主要由转子、定子、端盖、轴承等组成。
转子是同步电机的核心部件，通常由磁性材料制成。
转子上有若干个极对，每个极对上都有一个电极，通过电源供电，使得转子上的电极产生磁场。
定子是另一个重要的部件，通常由三相绕组组成，绕组中的电流产生的磁场与转子上的磁场相互作用，从而产生转矩，驱动转子旋转。
同步电机的端盖通常由铸铁或铝合金制成，用于固定转子和定子，同时也起到密封作用。
轴承则用于支撑转子和定子，使其能够平稳旋转。
同步电机的结构简单、可靠，具有高效、高功率密度、高精度等优点，广泛应用于工业生产、交通运输、航空航天等领域。
同时，随着科技的不断进步，同步电机的结构也在不断优化，以满足不同领域的需求。
大型同步电机结构
（3）线圈 定子线圈用带有绝缘的扁铜线外包绝缘 布绕制而成。6 kV定子线圈采用叠绕式， 即在定子铁芯槽内放上下两层线圈，嵌 线时把叠绕线圈的两层相连，并分别嵌 入相邻的指定槽内，分上层和下层依次 叠装，使之联成一体。
线圈嵌入定子铁芯后，再用层压板或酚 醛压合塑料制成的槽楔打紧。线圈的端 部用绝缘绳绑扎在支持环上，为便于测 量电机运行时的线圈温度，在某些线圈 的底层及层间，埋有电阻温度计。
二、配压阀
配压阀是由阀体、阀套、活塞和油管等 部件组成的三腔四通结构，主要用作调 配压力油进入受油器的内油管或外油管， 然后分别进入叶轮顶的接力器活塞下油 腔或上油腔，从而操作活塞杆调节叶片 的角度。
三、操作机构
操作机构由调节杆、蜗轮蜗杆、手轮及指示器 组成，用人工转动手轮或用伺服电机使调节杆 上下移动。调节杆通过回复杆的另一端与受油 器的随动轴连接，中间和配压阀的活塞杆连接， 从而构成调节器的刚性回复装置。 叶片调节采用手动操作和伺服电机自动控制相 结合的方法。当用手动操作时，将自动控制系 统中的蜗轮脱开；而自动调节时，操作手轮随 蜗轮一起旋转。
转动油盆内油位的高低，由电极液面传 送器传出，油由上油箱供给。上油箱的 油位经油管通过水泵层的油标看出。若 上油箱进水后，在油标内可以看出水面， 以便采取紧急措施进行处理。 油润滑轴承优点是稳定性好，轴瓦与轴 颈的磨损量小，因接触紧密，故由摆度 所引起的震动小；缺点是结构复杂，检 修维护麻烦，需要可靠的止水密封装置 和漏水排水装置，轴承制造精度和安装 要求高，时常发生漏水侵入油轴承的事 故。
大型立式同步电机结构
大型直联传动水泵机组一般采用立式同 步电动机。大型立式电机为分散式结构， 需在泵站现场安装组合。由于机组转动 部分重量和作用在叶片上的轴向水推力 全部靠电动机上机架中的推力轴承支承， 故又称悬吊式电机。
同步电机原理和结构
要使得发电机供给电网50Hz的工频电能，发电机的转速必须为某些固定值，这些固定值称为同步转速。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。
四、运行方式
发电机/电动机/补偿机
15-2同步发电机型式和结构
一、转子型式
同步电机的定子结构与异步电机相似。而转子结构有着自己的特点。
额定电流IN(A)：指额定运行时定子的线电流。
额定功率因数cosjN额定运行时电机的功率因数。
额定频率fN(Hz)：额定运行时电机电枢端电能的频率，我国标准工业频率规定为50Hz。
额定转速nN：额定运行时电机的转速，即同步转速。
除上述额定值外，同步电机铭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tN、励磁容量PfN和励磁电压UfN等。
根据原动机的特点(汽轮机/水轮机)，同步电机的转子也制成两种型式与之配套。
凸极式/隐极式转子结构特点。
凸极式转子上有明显凸出的成对磁极和励磁线圈。多极电机做成凸极结构和工艺较为简单，所以凸极电机与转速很低的水轮机配套
隐极式转子上没有凸出的磁极。转子本体表面开有槽，槽中嵌放励磁绕组。隐极转子适合于2极高速电机，常与大容量高转速汽轮机(线速度可达170米/秒)配套。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。.
交变电势的产生：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:
E0=4.44fNΦfkw(15.1)
感应电势频率:
f=pn/60(15.2)
交பைடு நூலகம்性与对称性
三、同步转速
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:
培训电机学同步电机结构
同步电机具有恒定的转速，与 电源频率保持同步。
同步电机的分类
01
02
03
按照用途分类
可分为发电机和电动机。 发电机将机械能转换为电 能，电动机则将电能转换 为机械能。
按照冷却方式分类
可分为空气冷却、水冷却 和油冷却等类型。不同的 冷却方式会影响电机的效 率和温升。
按照励磁方式分类
可分为直流励磁、无励磁 和交流励磁等类型。励磁 方式对电机的性能和调节 特性有一定影响。
电动运行时，同步电机作为电动机使 用，将电能转换为机械能，驱动负载 转动。
发电机运行
当同步电机作为发电机运行时，转子在原动机（如汽轮机、水轮机等）的驱动下 旋转，产生电流。
发电机运行时，同步电机将机械能转换为电能，通过调节励磁电流的大小和方向 ，控制输出电压和电流的幅值和相位。
调相机运行
调相机运行是同步电机的特殊运行方式，主要用于调节电网 的电压和无功功率。
运行。
清洁保养
定期清理电机表面灰尘、油污 等，保持电机清洁。
润滑保养
定期对电机的轴承、齿轮等部 位进行润滑，确保电机正常运
行。
更换磨损件
对电机的磨损件进行定期更换 ，确保电机的正常运行和使用
寿命。
06
同步电机的发展趋势与未来展望
技术创新与改进
1 2 3
高效能电机设计
通过改进电机材料、优化结构设计、提高制造工 艺等手段，提高同步电机的效率，降低能耗。
同步电机的基本结构
定子
功能
定子是同步电机的主要组 成部分，负责产生磁场。
组成
定子通常由铁芯和绕组组 成，铁芯由硅钢片叠成， 绕组则由绝缘导线绕制而 成。
工作原理
当电流通过绕组时，会产 生磁场，该磁场与转子相 互作用，驱动转子旋转。
同步发电机结构及工作原理讲义
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第十四章
三相同步发电机的基本 工作原理与结构
2019/11/22
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本章主要内容
第一节 三相同步发电机的基本工作原理及分类 第二节 同步发电机的基本结构 第三节 大型同步发电机的基本系统 第四节 同步发电机的型号与额定值
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三相同步发电机的基本工作原理
• 同步发电机(synchronous generator)是将机械 能转变为交流电能的设备。
• 有的电机在大齿开有槽，内装阻尼绕组(damping windings)，阻尼绕组构成自行短接的半鼠笼结构， 用来改善发电机的稳定运行。
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转子铁心结构
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汽轮发电机结构
（2）励磁绕组
由矩形绝缘扁铜线绕成同心式线圈，两线圈边分别 放在大齿两侧所开的槽内，所有线圈串联。
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汽轮发电机结构
（3）定子绕组
大型电机定子电流极大，绕组导线截面大。为减小导 体集肤效应带来的附加损耗，定子绕组常由多股截面 15平方毫米以下的扁铜线并绕而成，且沿槽长进行适 当的换位，使绕组的有效部分，有时甚至连同绕组的 端接部分，成为编织形。
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。
ea
N
If
n
S
随转子旋转 电枢感应 eeOaAEEmmcsionstt
角速度ω 电势
eeObBEEmmcsionstt (112 20)00
22f f
f
f
ppnn 6600
eeOcBEEmmcsionstt (112 20)00
第二章2.4同步发电机(参数)讲义
同步发电机简化为：定子3个绕组、转子3个绕组、 气隙、定子铁心、转子铁心组成的6绕组电磁系统。
2018年12月28日星期五
同步发电机的结构
定子：a、b、c三相绕阻 转子：励磁绕阻f； 实际的同步电机或是在转子极面上装 阻尼条，或是隐极机本身的整块转子具有 阻尼绕阻作用。可以用等效的D、Q绕组 来代表它们。
隐极发电机电Leabharlann 方程由于隐极机时 xd xq
Eq U rI jxd I
Eq
q
jIxd
I
U
d
r
xd
I
U d rI d xd I q U q Eq rI q xd I d
Eq
U
为发电机端电压相量， I 为电流相量。 Eq 为同步机的空载电势， U
凸极发电机电压方程
同步发电机
本节知识点：
认识同步发电机的结构 稳态运行模型及相关参数 暂态运行模型及相关参数
同步发电机结构
同步发电机简化等值图
气隙 转子
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定子
定子上3个等效绕组
B相绕组
A相绕组
C相绕组
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转子上3个等效绕组
q轴等效的阻 尼绕组
励磁绕组 d轴等效的阻 尼绕组
xD xad
xD
xd xad
x
x f xad
x f
xad
xad
1 x x 1 1 1 xad x f xD
'' d
2.4.2同步发电机次暂态参数
' x 交轴次暂态电抗 q 实质上就是旁边有一个短路绕 组D时qq绕组的等值电抗。
同步电机基本知识与结构 PPT
6.1 同步电机的基本知识与结构
一、同步电机的结构简介
1、整体结构 ①定子铁心： 由硅钢片叠成。
(1) 定子（电枢） ②定子绕组：对称三相绕组。
③机座和端盖等。
(2) 转子
①转子铁心： 由整块铸（锻）钢制成。
②励磁绕组： 工作时施加直流励磁。③阻尼绕组和转轴等。源自大家学习辛苦了，还是要坚持
(1) 直流励磁机励磁 励磁绕组由小型直流发电机供电。
(2) 静止整流器励磁
交流励磁机→整流→直流电 电刷
(3) 旋转整流器励磁
集电环
励磁绕组。
交流励磁机→整流→直流电→励磁绕组。
图6-9 带副励磁机的励磁系统
图6-10 静止整流器励磁系统
四、 部分额定值
继续保持安静
2、电路部分
3、磁路部分
重点强调的问题
二、同步电机的基本工作原理 1、同步发电机的基本工作原理
2、同步电动机的基本工作原理
3、同步调相机的基本工作原理
图6-8 同步电机的三种运行状态 a)发电机(δ>0)b)补偿机(δ=0)c)电动机(δ<0)
同步电机的特点
三、 励磁方式
(完整版)同步电机的基本结构和运行状态
6.1同步电机的基本结构和运行状态一、同步电机的基本结构按照结构型式，同步电机可以分为旋转电枢式和旋转磁极式两类。
旋转电枢式——电枢装设在转子上，主磁极装设在定子上。
这种结构在小容量同步电机中得到一定的应用。
旋转磁极式——主磁极装设在转子上，电枢装设在定子上。
对于高压、大容量的同步电机，通常采用旋转磁极式结构。
由于励磁部分的容量和电压常较电枢小得多，电刷和集电环的负载就大为减轻，工作条件得以改善。
目前，旋转磁极式结构已成为中、大型同步电机的基本结构型式。
在旋转磁极式电机中，按照主极的形状，又可分成隐极式和凸极式，如图6-l所示。
隐极式——转于做成圆柱形，气隙为均匀；凸极式——转子有明显的凸出的磁极，气隙为不均匀。
对于高速的同步电机(3000r／min)．从转子机械强度和妥善地固定励磁绕组考虑，采用励磁绕组分布于转子表面槽内的隐极式结构较为可靠．对于低速电机(1000r／min及以下)，转子的离心力较小，故采用制造简单、励磁绕组集中安放的凸极式结构较为合理。
大型同步发电机通常采用汽柁机或水轮机作为原动机来拖动，前者称为汽轮发电机，后者称为水轮发电机。
由于汽轮机是一种高速原动机，所以汽轮发电机一般采用隐极式结构。
水轮机则是一种低速原动机，所以水轮发电机一般都是凸极式结构。
同步电动机、由内燃机拖动的同步发电机以及同步补偿机．大多做成凸极式，少数两极的高速同步电动机亦有做成隐极式的。
隐极同步电机以汽轮发电机为例来说明隐极同步电机的结构。
现代的汽轮发电机一般都是两极的，同步转速为3000r／min(对50Hz的电机)。
由于转速高，所以汽轮发电机的直径较小，长度较长．汽轮发电机均为卧式结构，图6—2表示一台汽轮发电机的外形图。
汽轮发电机的定子由定子铁心、定于绕组、机座、端盖等部件组成。
定子铁心一般用厚o．5mm的DR360硅钢片叠成，每叠厚度为3—6cm，叠与叠之间留有宽0.8～lcm的通风槽。
整个铁心用非磁性压板压紧．固定在机座上。