船舶电气设备及系统(共计1059页共计4部分)部分2PPT课件
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式。
图5-2 同步发电机的基本型式
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船舶电气设备与系统
2020/7/30
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a）
b）
图5-2 同步发电机的基本型式 1-定子；2-凸极转子；3-隐极转子；4-滑环
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二、同步发电机的基本类型
同步电机按用途分为发电机、电动机和补偿机三种 ； 按冷却方式分为空气冷、氢气冷和水冷三种 ；按转子 结构分为隐极式和凸极式两种 。
船舶电气设备与系统
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第五章 船舶同步电机
本章概述 同步电机是一种交流电机,它区别另一种交流电机－异 步电机的一个重要特征在于它的转速（r/min）与电流频 率（Hz）之间保持着严格的关系，即
n 60 f p
式中p为电机的极对数。所以，当同步电机的极对数和 转速一定时，感应电动势的频率也是一定的。
ψ =0°时，同步发电机的内功率因数为 cos ，1输
出的负载电流Ia 与空载电势E 0 同相，发电机并不发出无功 功率，将有功功率从发电机输至电网。
具体电枢反应如图5-5。
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Ea EU
W1
U2
Ef
N
V2
S U1
IU
IW
IV
n
V1
W2
EW
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图5-1 三相同步发电机结构原理图
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一、同步电机的基本结构 1. 同步发电机按其结构可以分为旋转电枢式和旋转磁极
式。 2. 旋转磁极式按照磁极的形状，又可分为凸极式和隐极
零，仅输送容性无功功率至电网 。 具体电枢反应如图5-7。
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W1 V2
U2 N
S U1
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第二节 同步发电机的电枢反应
三相同步发电机在运行中随着负载的大小、性质的变 化，发电机内部的气隙磁场也在变化，三相同步发电机的 输出电压和电流也随之变化。
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一、电枢电流 Ia与空载电势E 0 同相位（即 00 ）时的 电枢反应
概况二
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概况三
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第五章 船舶同步电机
本章主要讲解内容 第一节 三相同步发电机的基本类型和结构 第二节 同步发电机的电枢反应 第三节 同步发电机的电势方程和相量图 第四节 同步发电机的运行特性 第五节 同步电动机
a）某一瞬间的位置图
b）相量图
q
d
dq
Fa
U2
U1
N
S
n EV
c）展开图
图5-5 ψ =0 时的电枢反应
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二、电枢电流 Ia 滞后于空载电势 E 0 900（即ψ=900）时的
电枢反应
ψ 载电势
E= 09900°时°（，即同步co发s电机0）的，输发出电负机载发电出流的有I滞a 功后功于率空
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第一节 三相同步发电机的基本类型和结构
同步电机与其他电机一样，由定子和转子两大部分 组成。三相同步发电机（转场式）定子与三相异步电机 的相同，主要有嵌放在铁心槽中的三相对称绕组，转子 上装有磁极和励磁绕组，如图5-1三相同步发电机结构 原理图所示。当励磁绕组通以直流电流以后，电机内产 转子磁场，如用原动机带动转子旋转，则转子磁场与三 相定子绕组间有相对运动，就会在三相定子绕组中感应 出交流电势。
为零，仅输送感性无功功率至电网。
具体电枢反应如图5-6。
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W1 V2
U2 N
S U1
n
V1
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a）U相绕组电势最大时的位置
EU IW
Fa
W1 S
U2
N
V2 U1
V1
W2
Ff
c）U相绕组电流最大时的位置
EW IV
b）相量图
IU EV
U2 N
同步电 机和其他电机一样，具有可逆性，可做同步发 电机也可做同步电动机用，还可以做同步补偿机用。但在 船舶上主要是做同步发电机用，对于某些采用电力推进的 船舶，推进电动机大部分采用同步电动机。
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整体概述
概况一
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U1 S
fa
n
d）展开图
图5-6 ψ =90°时的电枢反应
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三、电枢电流 Ia 滞后于空载电势 E 0 900（即ψ =- 900）时 的电枢反应
载电ψ势=E-09900°°时（，c同o步s 发0电）机，的发输电出机负发载出电的流有I功a超功前率于为空
同步发电机按其原动机的种类可分为水轮发电机、汽轮 发电机和柴油发电机三种。
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同步发电机的基本类型：
1. 按同步发电机定子和转子的结构及作用不同有两种类 型，即旋转磁极式和旋转电枢式。
2. 按同步发电机的励磁电源的不同有两种基本类型，即 自励的图5-3 自励同步发电机和他励的图5-4 无刷同 步发电机。
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图5-3 自励同步发电机
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定子
AVR
交流励磁机
发电机
转子
旋转 整流器
图5-4 无刷同步发电机
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课件ຫໍສະໝຸດ Baidu
三、三相同步发电机额定值 同步发电机和其他电机一样，制造厂将该电机正常运 行的条件，各种规定的数据都印刷在铭牌上。这些数据 称为同步发电机的额定值，也是使用管理电机人员必须 遵守的技术规定。 同步发电机的主要额定值有： 额定容量 SN 或额定功率PN 额定电压 UN 额定电流 IN 额定功率因数 cosΦN 额定频率 fN 额定转速 nN 额定励磁电压（额定励磁电流）
图5-2 同步发电机的基本型式
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二、同步发电机的基本类型
同步电机按用途分为发电机、电动机和补偿机三种 ； 按冷却方式分为空气冷、氢气冷和水冷三种 ；按转子 结构分为隐极式和凸极式两种 。
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第五章 船舶同步电机
本章概述 同步电机是一种交流电机,它区别另一种交流电机－异 步电机的一个重要特征在于它的转速（r/min）与电流频 率（Hz）之间保持着严格的关系，即
n 60 f p
式中p为电机的极对数。所以，当同步电机的极对数和 转速一定时，感应电动势的频率也是一定的。
ψ =0°时，同步发电机的内功率因数为 cos ，1输
出的负载电流Ia 与空载电势E 0 同相，发电机并不发出无功 功率，将有功功率从发电机输至电网。
具体电枢反应如图5-5。
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一、同步电机的基本结构 1. 同步发电机按其结构可以分为旋转电枢式和旋转磁极
式。 2. 旋转磁极式按照磁极的形状，又可分为凸极式和隐极
零，仅输送容性无功功率至电网 。 具体电枢反应如图5-7。
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第二节 同步发电机的电枢反应
三相同步发电机在运行中随着负载的大小、性质的变 化，发电机内部的气隙磁场也在变化，三相同步发电机的 输出电压和电流也随之变化。
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一、电枢电流 Ia与空载电势E 0 同相位（即 00 ）时的 电枢反应
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第五章 船舶同步电机
本章主要讲解内容 第一节 三相同步发电机的基本类型和结构 第二节 同步发电机的电枢反应 第三节 同步发电机的电势方程和相量图 第四节 同步发电机的运行特性 第五节 同步电动机
a）某一瞬间的位置图
b）相量图
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二、电枢电流 Ia 滞后于空载电势 E 0 900（即ψ=900）时的
电枢反应
ψ 载电势
E= 09900°时°（，即同步co发s电机0）的，输发出电负机载发电出流的有I滞a 功后功于率空
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第一节 三相同步发电机的基本类型和结构
同步电机与其他电机一样，由定子和转子两大部分 组成。三相同步发电机（转场式）定子与三相异步电机 的相同，主要有嵌放在铁心槽中的三相对称绕组，转子 上装有磁极和励磁绕组，如图5-1三相同步发电机结构 原理图所示。当励磁绕组通以直流电流以后，电机内产 转子磁场，如用原动机带动转子旋转，则转子磁场与三 相定子绕组间有相对运动，就会在三相定子绕组中感应 出交流电势。
为零，仅输送感性无功功率至电网。
具体电枢反应如图5-6。
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a）U相绕组电势最大时的位置
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c）U相绕组电流最大时的位置
EW IV
b）相量图
IU EV
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同步电 机和其他电机一样，具有可逆性，可做同步发 电机也可做同步电动机用，还可以做同步补偿机用。但在 船舶上主要是做同步发电机用，对于某些采用电力推进的 船舶，推进电动机大部分采用同步电动机。
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三、电枢电流 Ia 滞后于空载电势 E 0 900（即ψ =- 900）时 的电枢反应
载电ψ势=E-09900°°时（，c同o步s 发0电）机，的发输电出机负发载出电的流有I功a超功前率于为空
同步发电机按其原动机的种类可分为水轮发电机、汽轮 发电机和柴油发电机三种。
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同步发电机的基本类型：
1. 按同步发电机定子和转子的结构及作用不同有两种类 型，即旋转磁极式和旋转电枢式。
2. 按同步发电机的励磁电源的不同有两种基本类型，即 自励的图5-3 自励同步发电机和他励的图5-4 无刷同 步发电机。
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三、三相同步发电机额定值 同步发电机和其他电机一样，制造厂将该电机正常运 行的条件，各种规定的数据都印刷在铭牌上。这些数据 称为同步发电机的额定值，也是使用管理电机人员必须 遵守的技术规定。 同步发电机的主要额定值有： 额定容量 SN 或额定功率PN 额定电压 UN 额定电流 IN 额定功率因数 cosΦN 额定频率 fN 额定转速 nN 额定励磁电压（额定励磁电流）