同步电机阻尼环的作用
30个发电机的基础知识点
30个发电机的基础知识点1、什么是“同步”发电机？同步转速是如何确定的？答：发电机是发电厂的心脏设备，发电机按其驱动的动力大致可分为水轮发电机（水力）和汽轮发电机（蒸汽）。
本书所涉及的内容均是指同步发电机（限于立式水轮发电机）。
发电机在正常运行时，在发电机定转子气隙间有一个旋转的合成磁场，这个磁场由两个磁场合成：转子磁场和定子磁场。
所谓“同步”发电机，就是指发电机转子磁场的转速（原动机产生）与定子磁场的转速（电力系统频率决定）相等。
转子磁场由旋转的通有直流电的转子绕组（磁极）产生，转子磁场的转速也就是转子的转速，也即整个机组的转速。
转子由原动机驱动，转速由机组调速器进行调节，这个转速在发电机的铭牌上都有明确标示。
定子旋转磁场由通过三相对称电流的定子三相绕组（按120°对称布置）产生，其转速由式确定（式中：p为转子磁极对数；f为电力系统频率；n为机组转速）。
从式中可见，对某一具体的发电机，其磁极对数是固定不变的，而我国电力系统的频率也是固定的，即50Hz（也称工频），可见每一具体的发电机的定子旋转磁场的转速在发电机制造完成后就是“定值”。
当然，电力系统的频率并不能真正稳定在50Hz的理论值，而是允许在这个值的上下有微小的波动，也即定子磁场在运行中实际是在额定转速值的周围动态变化的。
转子磁场为了与定子磁场同步也要适应这个变化，也即机组的转速作动态的调整。
如果转速不能与定子磁场保持一致，则我们说该发电机“失步”了。
2、什么是发电机的飞轮力矩？它在电气上有什么意义？答：发电机飞轮力矩，是发电机转动部分的重量与其惯性直径平方的乘积。
看起来它是一个与电气参数无关的量，其实不然，它对电力系统的暂态过程和动态稳定影响很大。
它直接影响到在各种工况下突然甩负荷时机组的速率上升及输水系统的压力上升，它首先应满足输水系统调节保证计算的要求。
当电力系统发生故障，机组负荷突变时，因调速机构的时滞，使机组转速升高，为限制转速，机组需一定量的飞轮力矩越大，机组转速变化率越小，电力系统的稳定性就越好。
阻尼转矩和同步转矩
阻尼转矩和同步转矩
阻尼转矩和同步转矩是电机运行中的两个重要概念。
阻尼转矩是指电机在转速变化时产生的阻尼作用，而同步转矩则是电机在与外界负载匹配时的输出转矩。
阻尼转矩是由于电机转子的转动惯量和负载的阻力或惯性而产生的。
当电机的负载增加或减少时，转子的转速也会随之相应变化。
这种变化会导致电机产生一个与转速变化方向相反的转矩，即阻尼转矩。
阻尼转矩的大小与转速变化的幅度成正比，与转子的转动惯量和负载的阻力或惯性有关。
同步转矩是电机在与外界负载匹配时产生的转矩。
当电机与负载完全匹配时，即负载的转矩与电机的输出转矩相等，电机处于同步状态。
此时，电机的转矩输出最大，效率也最高。
然而，当负载的转矩与电机的输出转矩不匹配时，电机会产生一个与负载转矩差值相等的同步转矩，以维持转速稳定。
阻尼转矩和同步转矩在电机运行中起着重要的作用。
阻尼转矩可以减缓电机转速的变化速度，保持运行的稳定性，同时还可以提供额外的转矩来应对负载的变化。
同步转矩则确保电机与负载之间的匹配，使电机能够有效地输出所需的转矩。
阻尼转矩和同步转矩是电机运行中不可或缺的两个概念。
它们相互作用，共同维持着电机的正常运行。
了解和掌握这两个概念对于电
机的设计和运行都具有重要意义。
电机学第六章同步电机
交流主励磁机（100Hz）
～
自励 恒压器
可控 整流器
～
不可控 整流器
主发电机 ～
电流互感器
电压互感器
静止整流器励磁
电压 调整器
优点：运行、维护方便，没有直流励磁机，使励磁容量得以提高，因而在大 容量汽轮发电机 中得到了广泛的应用。
缺点：存在电刷、集电环的滑动接触（薄弱环节）。
• 自励式 主发电机发出的功率经静止整流器整流为直流，然后通过电刷和集电环通入到主发电机的励磁 绕组中。
当ψ角为不同值的电枢反应
Ψ=00 Ψ=900 Ψ=-900 00<Ψ<900 -900<Ψ<00
位置 q轴 d轴 d轴 d、q轴 d、q轴
电枢反应性质 交轴
直、去 直、增 交、直去 交、直增
负载性质 R L C
R、L R、C
励磁磁动势和电枢磁动势的区别
基波波形
幅值大小
位置
转速
励磁 磁动势
正弦波
恒定，由励磁电流决 由转子位置决定 由原动机的转速
Z
N
ns S
B
X
Fa
Y n s A相轴线 C Faq
电流超前电动势的向量图
FaqFacoψs 交磁
Fad Fa sin ψ 与Ff同 向，对 d轴磁场有加 强作用称之为助磁。
直轴电枢反应的影响 • 电机单机运行时，直轴电枢反应将直接影响端电压的大小。去磁时，端电压降低；助磁时 端电压升高。
• 并网运行时，直轴电枢反应影响电机输出的无功功率。
D2 5 ~ 7 L2
• 励磁绕组为集中绕组
• 立式结构
• 阻尼绕组
水轮发电机的转子结构
电机学试题精选
一、单项选择题1．若直流发电机的电刷顺着电枢旋转方向偏离几何中性线电枢反应为（ ）A ．直轴去磁B ．直轴加磁C ．直轴去磁和交轴电枢反应D ．直轴加磁和交轴电枢反应2．同步电机中参数X ″d 表示为（ ）A ．直轴次暂态电抗B ．直轴同步电抗C ．直轴漏抗D ．直轴电枢反应电抗3．并联于大电网上的同步发电机，当运行于超前功率因数情况下，若逐渐增大励磁电流，则电枢（）A ．逐大B ．逐小C ．先增大后减小D ．先减小后增大4．同步发电机短路特性是一条直线的原因是（ ）A ．励磁电流较小磁路不饱和B ．电枢反应去磁作用，使磁路不饱和C ．短路时电机相当于一个电阻为常数的电路中运行，所以I k 和I f 成正比D ．励磁电流较大，磁路饱和5．同步发电机稳态短路电流不很大的原因是（ ）A ．漏阻抗较大B ．短路电流产生去磁作用较强C ．电枢电阻较大D ．电枢反应产生增磁作用6．同步发电机运行于-90°＜ψ＜0°时，其电枢反应的性质是（ ）A ．直轴去磁B ．直轴增磁C ．直轴去磁兼交磁D ．直轴增磁兼交磁7．拆换异步电动机的定子绕组时，若把每相匝数减少了，气隙中每极磁通（ ）A ．增加B ．不变C ．减少D ．08．如果一台三相异步电动机因磁路局部饱和，漏抗发生变化，这时电机的最大转矩（ ）A ．不变B ．增加C ．减少D ．09．三相异步电动机定子接三相交流电源，空载运行，气隙磁通φm 大小主要取决于（ ）A ．电源电压B ．磁路饱和程度C ．气隙大小D ．定子绕组漏阻抗大小10．三相异步电动机采用Y-△换接起动，只适用于（ ）A ．罩极式电机B ．绕线式电机C ．正常运行为△接线的电机D ．正常运行为Y 接线的电机11．三相异步电动机转子电流所产生的磁势相对于定子的转速为（ ）A ．n 1B ．nC ．sn 1D ．012．三相异步电动机运行时，其转差率S 所在范围是（ ）A ．-1＜S ＜0B ．1＜S ＜∞C ．-∞＜S ＜0D ．0＜S ＜113．单层交流绕组中，每相串联匝数N 同每个线圈匝数Nc ，每极每相槽数q 、极对数p,并联支路数2a 之间的关系是（ ）A ．N=2a qN 2P c ⋅B ．N=2aN q P c ⋅⋅ C ．N=2P ²q ²2a ²N C D ．N=2a ²P ²N C q14．三相变压器组的零序励磁阻抗Z m0与正序励磁阻抗Z m 之间的关系为（ ）A ．Z m=Z m0B ．Z m ＞Z m0C ．Z m ＜Z m0D ．Z m ≈Z m015．一台变比为K 的变压器，从高压侧做空载试验加额定电压测得的励磁阻抗为Z m ,那么从低压侧做空载试验加额定电压测量到的励磁阻抗应为（ ）A ．Z mB ．K 2Z mC ．Z m /KD ．Z m /K 216．Y ,y 联接的组式变压器中主磁道φ的波形是（ ）A ．正弦波B ．尖顶波C ．平顶波D ．矩形波17．Y ，y 联接的三相组式变压器，相电势的波形是（ ）A ．正弦波B ．尖顶波C ．平顶波D ．矩形波18．一台单相变压器，进行空载试验，当高压侧加额定电压进行测量，或低压侧加额定电压进行测量，所测得的损耗（ ）A.相差k 2倍 B ．折算后相等C ．相等D ．近似相等二、填空题（本大题共18小题，每小题1分，共18分）19．某2P 个磁极的直流发电机，当绕组为单波绕组时其支路数为_____________。
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。
发电机技术问答
发电机技术问答1．什么是“同步”发电机?同步转速是如何确定的?答：发电机是发电厂的心脏设备，发电机按其驱动的动力大致可分为水轮发电机(水力)和汽轮发电机(蒸汽)。
本书所涉及的内容均是指同步发电机(限于立式水轮发电机)。
发电机在正常运行时，在发电机定转子气隙间有一个旋转的合成磁场，那个磁场由两个磁场合成：转子磁场和定子磁场。
所谓“同步”发电机，确实是指发电机转子磁场的转速(原动机产生)与定子磁场的转速(电力系统频率决定)相等。
转子磁场由旋转的通有直流电的转子绕组(磁极)产生，转子磁场的转速也确实是转子的转速，也即整个机组的转速。
转子由原动机驱动，转速由机组调速器进行调剂，那个转速在发电机的铭牌上都有明确标示。
定子旋转磁场由通过三相对称电流的定子三相绕组(按120°对称布置)产生，其转速由式确定(式中：p为转子磁极对数；f为电力系统频率；n 为机组转速)。
从式中可见，对某一个体的发电机，其磁极对数是固定不变的，而我国电力系统的频率也是固定的，即50Hz(也称工频)，可见每一个体的发电机的定子旋转磁场的转速在发电机制造完成后确实是“定值”。
因此，电力系统的频率并不能真正稳固在50Hz的理论值，而是承诺在那个值的上下有微小的波动，也即定子磁场在运行中实际是在额定转速值的周围动态变化的。
转子磁场为了与定子磁场同步也要适应那个变化，也即机组的转速作动态的调整。
如果转速不能与定子磁场保持一致，则我们讲该发电机“失步”了。
2．什么是发电机的飞轮力矩。
?它在电气上有什么意义?答：发电机飞轮力矩，是发电机转动部分的重量与其惯性直径平方的乘积。
看起来它是一个与电气参数无关的量，事实上不然，它对电力系统的暂态过程和动态稳固阻碍专门大。
它直截了当阻碍到在各种工况下突然甩负荷时机组的速率上升及输水系统的压力上升，它第一应满足输水系统调剂保证运算的要求。
当电力系统发生故障，机组负荷突变时，因调速机构的时滞，使机组转速升高，为限制转速，机组需一定量的，越大，机组转速变化率越小，电力系统的稳固性就越好。
永磁同步电机阻尼系数
永磁同步电机阻尼系数
永磁同步电机阻尼系数是指在电机旋转时，转动部件与空气以及负载间相互作用形成的阻尼力与附着力的比值。
它的大小与电机的电磁特性、负载等因素有关，是影响电机性能和运行效率的重要指标之一。
阻尼系数的大小直接影响永磁同步电机在启动、转速调节以及负载变化等方面的性能表现。
当阻尼系数较小时，电机的响应速度较快，但容易出现震荡现象；当阻尼系数较大时，电机反应速度较慢，但电机更加稳定。
此外，永磁同步电机阻尼系数的计算方法比较复杂，需要进行数学模型建立和仿真计算。
可以采用有限元分析等方法来计算其阻尼系数。
如需更多永磁同步电机相关知识，可以咨询机电工程师或查阅相关论坛。
同步电动机阻尼绕组的作用
同步电动机阻尼绕组的作用
阻尼绕组在结构上相当于在转子励磁绕组外叠加的一个短路鼠笼环，其作用也相当于一个随转子同步转动的“鼠笼异步电机”，对发电机的动态稳定起调节作用。
发电机正常运行时，由于定转子磁场是同步旋转的，因此阻尼绕组没有切割磁通因而也没有感应电流。
当发电机出现扰动使转子转速低于定子磁场的转速时，阻尼绕组切割定子磁通产生感应电流，感应电流在阻尼绕组上产生的力矩使转子加速，二者转速差距越大，则此力矩越大，加速效应越强。
反之，当转子转速高于定子磁场转速时，此力矩方向相反，是使转子减速的。
因此，阻尼绕组对发电机运行的动态稳定有良好的调节作用。
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1、阻尼条、阻尼环的作用是什么？阻尼条和阻尼环合在一起如同异步电机的转子绕组，当发电机正常运行时转子与定子磁场同步旋转，阻尼绕组相对于定子磁场是静止的，不切割磁力线，也无电流产生。
当发生振荡时，转子被加速或减速，此时阻尼绕组相对于定子磁场产生运动，切割磁力线，阻尼绕组产生电流从而产生附加转矩，该转矩的方向与转子加速或减速的方向相反，起到阻尼的作用。
2、短路环的作用？电机通电后产生一个旋转磁场，这个磁场的励磁是由电流的无功产生。
旋转磁场切割转子导体产生感应电势，通过转子的短路环形成感生电流，这个电流在磁场中受力，使电动机转动。
所以说三相异步电动机转子末端短路环的作用是形成感生电流的。
3、电流闭锁电压速断保护比单一的电流或电压速断保护有什么优点？电流闭锁电压速断：电流元件作为闭锁元件，电压元件作为测量元件，整定原则：电流定值按被保护线路末端故障时有足够的灵敏系数整定；电压定值按可靠躲过本线路末端故障最小残压整定。
电流速断：电流速断保护按被保护设备的短路电流整定，当短路电流超过整定值时，侧保护装置动作，断路器跳闸。
电压速断：线路发生短路故障时，母线电压急剧下降，在电压下降到电压保护整定值时，低电压继电器动作，跳开断路器，瞬时切除故障这样看来，在“电流闭锁电压速断保护”中，应该是用电压值来判断元件或系统是否达到故障要求，用电流值来闭锁是否开放保护。
关键是具体的动作采样选择，在该保护中，相比电流速断，动作条件更加准确，另外防止因电流保护动作不灵敏，如：躲不过最大启动电流等，造成的误动。
4、交流电磁铁与直流电磁铁的区别？交流电磁铁的启动吸力大,一般50HZ噪音大,易发热.寿命较短；直流电磁铁的电流恒定,吸力稳定.寿命较长.噪音也小.交流电磁铁有使用电压一般为交流220V，电气线路配置简单。
交流电磁铁启动力较大，换向时间短。
但换向冲击大，工作时温升高(外壳设有散热筋)；当阀芯卡住时，电磁铁因电流过大易烧坏，可靠性较差，所以切换频率不许超过30次／min，寿命较短。
同步电机PPT
下面我们分四种情况考虑：
交轴q
•
•
1、 I 和 E0 同相（ 0 0)
交轴电枢反应使合成磁动
势从空载时的直轴处逆转
向后移了一个锐角 ，幅
值有所增加。
直轴d
F
磁极位置
Ff
Bf
•
0
•
E0
•
I
Fa
•
•
2、I 滞后 E 0 90（0 0 90 0 )
直轴去磁性电枢反应
直轴d Ff
交轴q
•
E0
磁极位置
1、定子部分
发电机定子铁芯由导磁良好的 硅钢片叠成，在铁芯内圆均匀 分布着许多槽，用来嵌放定子 线圈 ，每相绕组由多个整体成 型的线圈组成 ，按一定规律排 列。
大型水轮发电机通常都是立式 结构，整个机组传动部分的重 量以及作用在水轮机转轮上的 水推力均有推力轴承支撑，并 通过机架和机座传递到地基上
3、补偿机状态： δ=0
S
N
ns
No
Te 0
So
补偿机状态时电磁转矩为零，电机内无有功功率的转换。
五、同步电机的励磁方式
供给同步电机励磁的装置，称为励磁系统 。 1、直流励磁机励磁
2、整流器励磁
整流器励磁又分为静止式和旋转式两种。
静止式指的是整流 装置外放静止状态
旋转式指的是整流装置 随主轴一同旋转
3、相量图及等效电路
已知发电机的端电压、负载电流和功率因数cosφ及参数
Ra 、Xs，当功率因数滞后时的相量图：
其等效电路：
E&0
jIX s
IRa
U&
其中E0表示主磁场的作用，Xs表示电枢反
应和电枢漏磁场的作用
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同步电机阻尼环的作用
同步电机阻尼环是一种用于减小电机振动和提高同步电机运行
平稳性的装置。
其主要作用是通过在转子上安装一定质量的阻尼环来增加电机的机械阻尼，从而抑制电机的共振现象，降低电机和负载的振动和噪音，提高电机的运行稳定性和可靠性。
具体来说，同步电机阻尼环可以起到以下几个作用：
1.减小机械振动：同步电机在运行时会产生机械振动，这会对电机的性能和寿命造成影响。
通过安装阻尼环，可以增加电机的机械阻尼，抑制振动，从而减小机械振动。
2.提高电机的运行平稳性：同步电机阻尼环可以消除电机的共振现象，在电机的运行过程中，阻尼环能够有效地抑制机械振动，保持电机的平稳运行状态，从而提高电机的运行平稳性。
3.降低噪音：同步电机在运行时会产生一定的噪音，这会影响到周围环境的舒适性。
通过安装阻尼环，可以降低电机和负载的振动和噪音，改善周围环境的舒适性。
4.提高电机的可靠性：同步电机阻尼环可以稳定电机的运行状态，减小机械振动和共振现象，从而提高电机的运行稳定性和可靠性。
同时，阻尼环还可以降低电机和负载的振动和噪音，减少电机故障的发生率，提高电机的使用寿命。
总之，同步电机阻尼环是一种有效的措施，可以减小电机振动、提高电机运行平稳性和可靠性，降低噪音，是同步电机运行稳定、高效的重要组成部分。