发电机与电动机改
同步发电机改作同步电动机运行的探讨
王 广 同步发电机改作同步电动机运行的探讨
本刊 Ｅ ｍ ｉ ｊ＠ｍ ｉ ｘ ｆ． ｔ － ａ ｂｂ ａ ． ｉ ｏ ｅ ｈ ｌ ｎ ｎ ｓ
实践与创新
根据 以上两组方 程式 ， 已知电源 电压和集 电环电压 （ 动时 串人 在 启
励磁回路的电阻压降 ） 况下 ， 解出电流。 ，一 ＋ Ｊ ， 而可求 出 的情 可 Ｊ ， 。 及 ：进 。 。厶 ＋ 一
当定 子 绕 组 接 人 电 源时 ， 率 为 （ 一 ｓ 的 电 流 将 经 过 电 网 构 成 回 频 Ｉ２
路 ， 以， 所 对频率为（一 １
的定子电势来说 ， 可视为被电网短路 。
子励磁 电压 ３ Ｖ 电流 ６ ， ４ ， Ａ 同步转速 １ ０ ｍ ｎ 首先 ， ０ ／ ｉ。 ５ ｒ 按图 ｌ 所示的实 验线路 ， 将励磁绕 组短路（ ｒ 在定子绕组接人 ３ ０ Ｒ＝ ｏ ０ ８ Ｖ电源电压， 同步
Ｓ １Ｔ Ｃ Ｎ ＯＲ ＴＯ ＥＶ Ｌ ＭＥ ｑ＆Ｅ Ｏ Ｏ Ｃ一 Ｅ ＨＩ Ｆ ＭＡ ＩＮ Ｄ Ｅ ＯＰ Ｎ Байду номын сангаас Ｃ Ｎ ＭＹ 文章编 号：０ ５ ６ ３ （０ ８ ２ — ２ ６ ０ １０ — ０３ ２ ０ ）８ ０ ０ — ２
２０ ０ ８年
第ｌ ８卷
第 ２ 期 ８
收稿 日期：０ ８ ０ 一 ８ ２ ０ — ８ Ｉ
的 可行 方 法 ， 并对 同步 发 电机 改 作 同 步 电动 机 运 行进 行 了探 索 和 实践 。
关键词 ： 同步发 电机 ； 同步电动机 ； 单轴效应
中图分 类 号 ：Ｍ３ １ Ｔ ４ 文献 标 识 码 ： Ａ
转子上逆向磁势 （ 或电流 ） 的频率也是／＝ 但它所产生的旋转磁场 ≥ ，
三相异步电动机改三相发电机
三相异步电动机改三相发电机
来源：| 时间：2010年03月05日
三相异步电动机通过外加电容和动力拖动可改成发电机。
外加电容分为主电容组和副电容组，主电容是使发电机在空载状态下自激达到额定电压输出的电容，副电容用于在加载状态下保持输出电压稳定和补偿感性负载的无功电流。
电动机的接线：
若三相异步电动机为星形连接，则不需改变连接方式，输出3根相线、1根零线，供给动力负荷和照明负荷。
若三相异步电动机为三角形连接，其线圈的连接方式要根据负载的形式确定。
若是纯照明负载，可改为星形连接，此时输出的线电压为220V，相电压为 127V，照明设备要接在两火线之间，负载分配要尽量平衡。
对于纯动力负载或既有动力也有照明的负载，则要按三角形连接。
此时无零线输出，只输出380V 的线电压。
如照明不多时，可将两只功率相同的灯泡串联后接在两火线之间；若照明灯具较多，则应将功率相同的灯具三个为一组接成Y后，再接到三相电源上，如图一所示。
图一
电容的接法：
电容的接法视三相电动机的接线可接成星形也可接成三角形，若电动机为三角形连接则电容只能接成三角形。
图二中，电机为星形接法，电容为三角形接法。
图二
主电容组的容量参考下表：
所有电容都是无极性电容，耐压值450V。
另外，要使电动机能激磁发电，转子必须要存在剩磁通，如果接好线后，不能正常发电，可能是因为转子缺乏剩磁通的缘故，可用6V的直流电源随便给电动机其中的一相绕组通电几秒钟后，转子即会产生剩磁。
也可将电动机接到三相电源上，空转5～10min进行充磁后即可解决。
三相电机改发电机方法
三相电机改发电机方法将三相电机改装为发电机，需要进行以下方法和步骤：1. 更换转子铁芯：传统的三相电机通常采用铁芯作为转子，而发电机的转子需要使用钢芯。
因此，首先需要将原有的转子铁芯更换为钢芯，以提高转子的磁导率和磁通量。
2. 重新绕制定子线圈：三相电机的定子线圈通常是为电动机设计的，其电流和磁场方向需要根据电动机的运行要求进行设置。
而发电机的定子线圈需要重新绕制，使其适应生成电能的要求。
在重新绕制线圈时，需要考虑额定电压、频率和功率等参数。
3. 接通并调整励磁电流：发电机需要提供励磁电流，以激励定子线圈产生磁场。
这个励磁电流可以通过直流电源来提供，通过调节励磁电流的大小和方向，可以控制发电机的输出电压和频率。
4. 设置机械耦合装置：为了保持发电机与外部输入源的连接，需要设置适当的机械耦合装置。
这可以是传动带、齿轮传动、联轴器等，使发电机与外部驱动装置（如风力涡轮机、水轮机等）相连接，并保持旋转的同步性。
5. 安装电子控制系统：为了保护发电机和实现对发电过程的监控和控制，需要安装电子控制系统。
这个系统可以监测发电机的电压、电流、功率等参数，并实施保护措施，如过载保护、短路保护等。
同时，还可以通过电子控制系统实现发电机的并网操作，将所产生的电能输送到电网中。
6. 进行调试和测试：在改装后，需要对发电机进行调试和测试，以确保其正常工作。
这包括检查发电机的输出电压、频率和功率是否符合要求，以及各个部件的运行情况是否正常。
总结起来，将三相电机改装为发电机主要包括更换转子铁芯、重新绕制定子线圈、接通励磁电流、设置机械耦合装置、安装电子控制系统等步骤。
在改装完成后，还需要进行调试和测试，以确保发电机能够正常工作。
电动机改发电机原理
电动机改发电机原理哎呀，说起来电动机改成发电机这个事儿，咱们得从电机的“活路”说起。
前些年，我在实验室里捣鼓电机，那时候啊，我就跟电机那玩意儿杠上了，想把它整明白。
说起来，这电动机改成发电机，其实就是一个“变脸”的过程。
一开始，我拿着电机的转子在那儿琢磨，嘿，这玩意儿转来转去的，还挺有劲儿。
我给它通上电，它就开始“噔噔噔”地转，还挺有节奏。
那时候，我心想，这要是反过来，让它发电，估计也能行。
于是，我就开始动手拆拆装装，把那电机的“零件”给换了。
记得那时候，我花了好几天时间，研究那个电机的线圈。
哎呀，那线圈可真是个“软柿子”，一拧就断。
不过，我愣是把它给绕了起来，再接上电池，嘿，还真转了。
那时候，我兴奋得跟个孩子似的，赶紧跟实验室里的哥们儿炫耀：“你们看，我把它改成发电机了，这玩意儿能发电了！”不过，说起来容易做起来难。
那时候，我费了好大劲儿，才让那电机能发电。
一开始，电压低得可怜，简直就是“鸡肋”。
我那时候就琢磨，怎么着也得给它加个“催化剂”吧。
于是，我又在那儿捣鼓，加了几个电阻，调节了一下电流，嘿，电压终于上去了。
这时候，我看着那电机，心里那个美啊。
不过，我那时候也发现了一个问题，这电机发电的时候，噪音大了去了。
哎呀，那声音跟个“破锣”似的，简直让人受不了。
我那时候就想着，这要是用在居民区，那还不让人举报我啊。
于是，我又在那儿想办法，想着怎么给它降噪。
那时候，我真是“绞尽脑汁”，就是想让这电机既发电又能“低调”。
后来，我终于想到了一个办法，给电机加个隔音罩。
哎呀，那效果可真好，发电的时候，噪音小多了。
说起来，这电动机改成发电机的过程，真的是个“痛并快乐着”的过程。
有时候，我研究得头都大了，想放弃。
但是，一想到自己能把它弄成发电机，心里又充满了劲儿。
那时候，我真是“痴迷”啊。
现在想想，那时候的自己真是“傻帽”，就喜欢跟这电机较劲。
但是，说起来，这过程也让我学到了不少东西。
这电动机改成发电机，其实就是个“逆向思维”的过程。
把异步电动机改异步发电机
3 ?. Z" k" ~$ }
发电机' Y: d8 @& q0 ^3 I2 ]/ @/ [
励磁方式有两种，一种叫他励方式，这种方式是电网供给励磁电流来建立磁场。这种方式在农村无其它电源供电的情况下，无法使用。另一种叫做自励方式，他是依靠本身剩磁和一组接在定子线卷上的电容器来自行励磁，此种方式在农村广泛使用。
三相总的励磁电容值为：3 H8 r! D0 E& O% |1 K+ a7 {9 ?
c总=co+c=co+c1+c2 (6)2 g- D3 u! [) l% l7 X5 C7 e/ B
例如有一台j02-71-8电动机，额定功率pe=17kw，额定转速720r/min，额定电压380v，额定电流35.8a，y型接法，功率因数为0.8，空载电流5.5a(铭牌值)，现需要改为异步发电机，求空载电容、负荷电容多少?1 |$ ? @/ D0 M/ `, ^: _% j0 C- Y
(1) 式中io—在un下的空载励磁电流a2 b5 Q6 r5 \, ~2 b5 ~3 [0 _& o
un—电动机的额定线电压v5 a* i1 u* Q, j7 T
co—空载励磁电容μf
对于三相总电容量按“y”接法，可以按下式计算：- H( c& A( @- d1 S; o
(3)带动力负荷不要超过发电机容量的25%，所带电动机的单台容量不应超过发电机总容量的10%，否则启动电流太大，电压急剧下降，电动机难以启动。
(4)电动机转子上必须有一定的剩磁。
(5)必须并联恰当数值的励磁电容。% ], h! W7 V4 Q# g- \
一台5.5KW三相异步电动机能改成多少千瓦发电机380V？
⼀台5.5KW三相异步电动机能改成多少千⽡发电机380V？⼀台5.5KW三相异步电动机能改成多少千⽡发电机380V?答：5.5Kw电机考虑到功率因数0.85可以改成4.475KVA的感应发电机。
这⾥还要取决柴油动⼒机与它配套，1kW=1.36马⼒，最好选⽤8匹柴油动⼒机，⽤三⾓⽪带来转动，如果三相异步电动机的额定转速为1440转/分，则柴油机的转速必须与电动机⽪带盘拉到1500转/分，这样发出来的电频率才能达到50HZ。
三相异步电动机在边远地区或特殊场合，⽤柴油动⼒机拖动电动机来发电，这时可以在每⼀个绕组接⼀个电容,再把三个所剩脚接在⼀起,便可以组成Y星型接法，也可以将三只电容接成△三⾓型，将三根线联接⾄电动机组成励磁电容来发电⼯作。
相线与中性线之间的电压为220V，相线与相线线电压为380Ⅴ。
三相异步电动机通过外加电容和动⼒拖动可改成感应发电机，供普通照明⽤或拖动其它三相异步电动机⼯作。
⼀般励磁的外加电容分为主电容组和副电容组，主电容组主要是使发电机在空载状态下⾃激达到额定电压输出的电容，副电容是指为了在加载状态下保持输出电压在额定值所必须加的电容。
如果选取的电容耐压值为250V，则应接成Y型，如果电容的耐压值是400V，则可接成△型，主电容组的容量是根据电动机的功率⼤⼩来定的，副电容是根据负载情况⽽定的，所有电容都是⽆极性电容。
另外，要使电动机能激励发电，转⼦必须要存在剩磁通，如果接好线后，不能正常发电，⼤都是因为转⼦剩磁场没有了的缘故，可⽤12V的直流电瓶电源瞬时给电动机其中的⼀相绕组通电⼏秒钟后，转⼦即会产⽣剩磁。
5.5KW异步电动机⼤多为Y型接法，可从中性点引出⼀根线为（零线N）。
5.5KW三相异步电动机改发电机取电容值的经验容量（电容器组△三⾓型接法），每相电容量为25~35uf，三只总电容量为75~105uf，每相能带动220V灯泡约为1.8KW。
这种感应发电机的输出电压随负载⼤⼩⽽变化很⼤，最好不要供家⽤电器设备，以免损坏⾼档电器。
单相电动机改装发电机的简单方法
单相电动机改装发电机的简单方法
现在农村电气化和农业机械化的普及,小功率的单相电动机几乎家家都有,小功率的柴油或是汽油动力的内燃机很多人家里都有!我在这里介绍一个简单的方法,只要家里拥有小功率单相电动机和柴油机或汽油机就可以改装出小功率的单相发电机出来首先解决抽水.照明.通讯等简单困难!
具体的方法就是,把单相电动机的工作绕组的两个线头直接并联一个电容器作为励磁，启动绕组放在一边不和任何地方联系（等于没有）,工作绕组的两个线头同时作为电压输出端头在负载方另外安装一个补偿电容器一个作为负载补偿，根据能量守衡定律一定要让电动机的转子存留些许的剩磁，,具体的电容的大小,根据电动机的功率大小而定,有兴趣改装的朋友一定注意要看好电动机的额定转速,改装成发电机后要让机器的转速稍微高于电动机的额定转速,要不就发不出来电的,
具体的电容配置如下表:。
电动机改发电机最简单的方法
电动机改发电机最简单的方法
电动机可以改装成发电机，这是因为电动机和发电机的结构和原理基本上是相同的。
只需要对电动机进行一些简单的改装即可。
首先需要准备一些必要的工具和材料，如一根铜线、一块铁芯、一些磁铁和一些电线。
然后，需要将电动机的转子和定子分离开来。
将铜线缠绕在铁芯上，再将磁铁安装在铁芯上。
接下来，将铁芯和磁铁安装在电动机的转子上。
最后，将电线连接到电动机的绕组上，即可将电动机改装成发电机。
改装完成后，可以通过转动电动机的转子来产生电能。
这种改装方法非常简单，并且成本也比较低，是DIY发电的一个不错的选择。
但需要注意的是，改装时一定要注意安全，避免触电或其他意外事故的发生。
- 1 -。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
4.2 三相异步电动机的工作原 理
4.2.1旋转磁场的产生
iA
A
iB
iC
Y X Z
B C
Im
i i A
iB
iC
o
t
•三相对称交流绕组通入三相对 称交流电流时，将在电机气隙 空间产生旋转磁场；（动画1 ，动画2）
()电流入 Y C X A
n0
Im
i i A
iB
iC
o
规定 i : ―+‖ i : ―–‖
Tst T Tst体现了电动机带 载起动的能力。 若 Tst > T2电机能起 动，否则不能起动。 起动能力 K st
Tst TN
O
n
4. 电动机的运行分析
T2 T2 >T n s T T =T2
n0
常用特 性段
n
达到新的平衡
T 此过程中， n 、sE2 , I2 I1 O T2 T´2 电源提供的功率自动增加。 电动机的电磁转矩可以随负载的变化而自动调 整，这种能力称为自适应负载能力。
A
B
C
接线盒
A
Z Y X C B A B C Y B X A B C
Z
X Y
Z X Y Z A
C
Y 联结
联结
2、转子
转轴 转子铁心 转子绕组
0.5mm的硅钢片叠压
笼型 绕线式
Байду номын сангаас
转子: 在旋转磁场作用下， 产生感应电动势或电流,产生
旋转力矩
笼型转子 (1)笼型转子 铁芯槽内放铜条，端 部用短路环形成一体。 或铸铝形成转子绕组。
起动转矩也比较大
生产成本较高
需要使用直流电源
维护要求较高
应用： 金属切削机床、起重机、 传送带、功率不大的水泵、 通风机
在全国电动机总容量中 有85％以上是三相异步 电动机。
应用：
轧钢机、龙门刨床等主传动机构 某些电力牵引和起重设备 电车及电力机车
４.1 三相异步电动机的构造与工作原理 4.1.1.构造
cos
O
6. 额定转速 电机在额定电压、额定负载下运行时的转速。
PN
注意：实用中应选 择容量合适的电机， 防止出现 “大马拉 P2 小车” 的现象。
额定转差率 N s
n0 nN n0
如： n N =1440 转/分 sN = 0.04
4.2 三相异步电动机转矩与机械特性
4.2.1 转矩公式
笼型电机的各部件
1、定子
铁心：由内周有槽的0.5mm厚硅钢片 叠成。磁路的一部分
A ----X 三相绕组 B ----Y C---- Z 机座：铸铁或钢板焊接 支撑铁心和固定电机
硅钢 片
装有三相绕组的定 子
A
定子绕组
Z X Y
定子三相绕组的联接方法。通常
电机容量 3kW Y联结
电机容量 4kW 联结
第４ 章 发电机与电动机
４.1 三相异步电动机的构造与原理 ４.２ 异步电动机的转矩与机械特性 ４.３ 异步电动机的控制 ４.４车用交流发电机 ４.５ 直流电动机
第４ 章 发电机与电动机
本章要求：
1) 了解三相异步电动机的基本结构、工作原理。 2）了解三相异步电动机的机械特性，掌握起动、调速、 反转和制动。 3）了解车用交流发电机。 4）了解直流电机的基本结构和工作原理。 5）了解直流并励、他励、串励电动机的机械特性及其 应用。 6）了解直流电动机的起动、反转和调速。
t 0
2、旋转磁场的极对数P
若定子每相绕组由两个线圈串联 ，绕组的始端 之间互差60°，将形成两对磁极的旋转磁场。
iA
A
C
X
Y
A
Z
iC
C
X A' Z' X' C' Y' Y B' Z
B
B X C
A
B Z
iB
Y
iA
A
Y
A
iC
C
X A' Z' X' C' Y' Y B' Z
B
C
转差率s
n1 n s 100% n1
转子转速亦可由转差率求得 n (1 s)n1 异步电动机运行中: s ( 1 ~ 9 )% 例1：一台三相异步电动机，其额定转速 n=975 r/min，电源频率 f1=50 Hz。试求电动机的 极对数和额定负载下的转差率。 解： 根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转 速的关系可知：n1=1000 r/min , 即 p=3 额定转差率为
750 ( 转 / 分）
90
可见: 旋转磁场转速n1 与频率f1和极对数p有关。
4.2. 2 三相电动机的工作 原理 1. 转动原理
定子三相绕组通入三相交流电 旋转磁场
n1 60 f1 p
n
Y
A
N
n1
Z
F F
B
(转/分） C
方向:顺时针 切割转子导体
Blv
S
X
右手定则
Bli
感应电动势 E20
0
旋转磁场转速n1与极对数 p 的关系
n1 60 f1 p (转/分)
极对数
p 1
p 2
p 3
p 4
同步转速 每个电流周期 磁场转过的空间角度 ( f 1 50 Hz )
360
180
3 000 ( 转 / 分）
1 500 ( 转 / 分）
120
1 000 ( 转 / 分）
4. 2. 2 机械特性曲线
根据转矩公式 得特性曲线： 动画 T
Tmax
Ts t
TN
T K
sR2U 1
2
2 2
R2 (sX 20 )
n0
n
动画
nN
O
S N Sm
1 S
O
TN Tst Tmax
n f (T ) 曲线
T
T f ( s ) 曲线
三个重要转矩
nN 1.额定转矩TN 电动机在额定负载时的转矩。
X
N
Z
B
B
S
S
X
iB
Z
N
A
C
Y
Im
i iA
iB
iC
t
极对数 p 2
动画
0
旋转磁场的磁极对数 与三相绕组的排列有关
3、旋转磁场的转 速
p=1时
n1 6 0 f 1
旋转磁场的转速取决于磁场的极对数 N
i
(转 /分 ）
Im Im
iA
iB
iC
S
工频： f 1 50
Hz
0 o
t
3. 起动转矩 Tst
T K
2
n0 n
2 2
电动机起动时的转矩。
sR2U 1 R2 ( sX 20 )
R2U 1
2 2 2
起动时n= 0 时，s =1
Tst K
2
R2 X 20
(1) Tst U 1 , U 1 Tst
(2) Tst与 R2 有关， 适当使 R2 Tst 。对绕线式 电机改变转子附加电阻 R´2 , 可使Tst =Tmax 。
n0
n
T
P 2 πn 60
9550
P n
O
TN
额定转矩
TN 9550
PN (千瓦) nN (转 / 分)
T
(N • m)
如某普通机床的主轴电机(Y132M-4型) 的额定功 率为7.5kw, 额定转速为1440r/min, 则额定转矩为
TN 9550 PN nN 9550 7.5 1440 49.7 N . m
2.最大转矩 Tmax
电机带动最大负载的能力。
T K sR 2 R 2 ( sX
2 20 2
n0
U 1
2
n
)
令：
dT dS
0
求得
s sm
临界转差率
R2 X
20
Tmax 将sm代入转矩公式，可得
Tmax K U1
2
O
T
2 X 20
转子轴上机械负载转矩T2 不能大于Tmax ，否则将 造成堵转(停车)。
第４ 章 发电机与电动机
电动机的分类：
同步电动机 交流电动机 电动机 直流电动机 异步电动机 三相电动机 单相电动机
他励、并励电动机
串励、复励电动机
实现电能与机械能相互转换的电工设备总称为电机。
发电机
机械能
电能
电动机
直流电动机的最大特点 异步电动机 优良的调速性能 构造简单、价格 便宜、工作可靠、 使用维护方便
4. 功率与效率 额定功率是指电机在额定运行时轴上输出的机 械功率 P2，它不等于从电源吸取的电功率 P1。
P1 3U N I Ncos
P2 P1
笼型电机
=72~93％
5. 功率因数 三相异步电动机的功率因数较低，在额定负载 时约为 0.7 ~ 0.9。空载时功率因数很低，只有 0.2 ~ 0.3。额定负载时，功率因数最高。
2 2
U1
2
电磁转矩公式
T K sR2 R2 ( sX 20 )
2 2
U1
2
由公式可知
2 1. T 与定子每相绕组电压 U 1 成正比。U 1 T
2. 当电源电压 U1 一定时，T 是 s 的函数。 3. R2 的大小对 T 有影响。绕线式异步电动机可外 接电阻来改变转子电阻R2 ，从而改变转矩。