同步电机第五章

*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,5,同步电机,本章主要内容:,三相同步发电机的种类和基本工作原理,5.1 同步发电机概述,5.1.1 种类,1,按原动机的种类分,(1),汽轮发电机,(2),水轮发电机等。,1,3,按转子磁极形状分,(1),凸极式,(2),隐极式,(a)立式水轮发电机,(b)卧式水轮发电机模型,图,5-1 水轮发电机,2,按转轴（主轴）的布置形式分,(1)立轴 (2)卧轴,2,5.1.2 结构,主要结构部件：定子、转子、端盖、轴承。,1.定,子,定子铁心、对称三相绕组、机座，即电枢。它是,产生,感应电动势的部分，三相交流电流从定子绕组引出。,图,5-2 同步发电机（卧式）的结构,定子铁心,定子绕组,转 子,机 座,3,铁心、励磁绕组、滑环（集电环）和电刷。转子,与原动机同轴，在空间转动，主磁极在空间旋转。,2.,转子,(2),凸极式转子,图,5-3 同步发电机转子结构示意图,(1),隐极式转子,(a),(b),N,S,N,S,N,S,+,-,+,-,4,图,5-4,同步发电机转子,(a),汽轮发电机转子,(b),水轮发电机转子,5,6,7,5.2 同步发电机的工作原理,主磁通路径,转子,N,极,气隙,定子铁心,气隙,转子,S,极,转子磁轭,闭合,主磁通与定子绕组和转子绕组都,匝链，,是电磁能量转换的部分。,漏磁通,定子铁心,N,S,磁轭,主磁通,0,图,5-5,同步发电机的主磁场,5.2.1 同步发电机的空载运行,8,主磁极极对数 ，转子转速（同步转速），三相电动势或三相电流的频率,，在 、,一定时，可以得出,同步转速,，,它就是原动机的转速，也是发,电机组的恒定转速或额定转速。,5.2.2 同步发电机的负载运行,电枢磁场也是旋转的，它的转速为:,同步转速,9,转子绕组中通入直流电流并在原动机的带动下高速旋转，则转子磁场的磁力线就被定子三相绕组切割，定子绕组就会产生感应电动势，定子三相绕组与外电路相连时，就有三相交流电流产生，这一电流又会产生一个以同步转速、顺转子转动方向的旋转磁场，通有励磁电流的转子励磁绕组在这一旋转磁场的作用下，会产生一个与转子旋转方向相反的力矩，对原动机起制动作用。为了维持转子在额定转速下旋转，原动机就一定要克服制动力矩做功。也就是说，原动机的机械能通过发电,机中的电磁相互作用而转变成为定子绕组中的电能（即输,出电流）。,总 结,10,1.并网运行的意义,5.3,同步发电机的并网运行,5.3.1,同步发电机并网运行的的意义和条件,将空载运行的发电机接入电网，与电网并联运行，称作,并网,。,(1),有利于提高供电质量，保证,供电的可靠性。,(2),有利于电力系统运行的经济性。,(3),合理地利用动力资源,提高发电厂的运行效率,2.,并网的条件,(1),待并机端的空载电压和电网电压相等,(2),发电机电压的相序与电网电压的相序一致。,(3),发电机电压的相位与电网电压的相位一致。,(4),发电机电压的频率与电网电压的频率一致。,11,5.3.2 有功功率和无功功率的调节,无限大电网：,电网的容量相对于并联的同步发电机容量来说要大得多，如果对并联在电网上的同步发电机进行有功功率和无功功率调节时，对电网的电压和频率不会有影响。,无限大电网的特点是端电压和频率均可认为是恒定的,。,同步发电机与无限大电网并联运行，就是,发电机的端电压和频率与电网完全相等。,1.,有功功率的调节,调节并网发电机的输出功率，必须调节原动机的输入功率。,2.,无功功率的调节,只要调节发电机的励磁电流，就可以改变并网发电机输出的无功功率。,12,本 章 到 此 结 束！,13,