同步电机16阎治安ppt课件

同步电机16阎治安,同步电机16阎治安,第,16,章 同步电机原理和结构,16-1,同步电机(,Synchronous Machines,)原理简述,一、结构模型,定子上有三相对称交流绕组（电,枢绕组）;,转子上有,成对磁极,、励磁绕组。,通以直流电流时，将会在电机的,气隙中形成磁场，称为励磁磁场,(也称主磁场、转子磁场)。,定、转子之间的气隙层的厚度和形,状对电机内部磁场的分布和同步电机,的性能有重大影响。,除了转场式同步电机外，还有转,枢式同步电机。,2,2,第16章 同步电机原理和结构 16-1 同步电机(S,二、工作原理（,动画15021,）,原动机拖动转子以,n(,r/min,),旋转；,电机内部有磁场存在；（,励磁绕组通过滑环接通直流电励磁，建立极性相间的励磁磁场，即主磁场；,微型电机也有用永久磁钢产生主磁场的。）,电枢导体被磁场切割感应电势，由于三相绕组对称故可发出三相交流电能。,感应电势有效值:,感应电势,频率:,（这里的,属于同步机转子的,转速,）,3,3,二、工作原理（动画15021）原动机拖动转子以 n(r/,三、同步转速,交流电网的频率,f,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50,Hz,，故同步电机转子的转速为:,50,Hz,的工频时，同步电机的转速永远是固定不变的，这些固定值也称为同步转速，即与定子旋转磁场的转速,n,1,同步。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,4,4,三、同步转速44,16-2,同步电机型式和结构,一、概 述,1、特点,发电机,GS or.TF,机 械 能 交流电能,同步,电动机,MS or.TD,交流电能 机 械 能,调相机 功率因数补偿,同步电机的转速永远是固定不变的。,2、发展,倾向于制造单机容量较大的,GS,；,推广高、精、尖技术。,5,5,16-2 同步电机型式和结构 一、概 述,（1）通风冷却问题（容量增大后，大 了，发热量增加）；,（2）绝缘问题（电压升高了）；,（3）机械强度问题（转速高了）。,二、同步电机的型式和结构,1、转场式和转枢式（前者为多）,2、汽轮发电机组,（Turbogenerator）,卧式，用于火（核、热）电厂，n 高，用隐极式转子。,6,6,（1）通风冷却问题（容量增大后，大 了，发热量,隐极式转子（,1,，,2,）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。,凸极式转子（,1,，,2,）上有明显凸出的成对磁极和集中励磁绕组。多极电机做成凸极结构，工艺较为简单，所以凸极电机与转速较低的水轮机相配套。,3、水轮发电机组（,Hydraulic turbine generator,）,立式（悬式和伞式），用于水电站，n 低，用凸极式转子。,4、其他型式,核能-潮汐-柴油-风力-地热-太阳能,7,7,隐极式转子（1，2）上没有凸出的磁极。转子本体表面,三、基本结构,汽轮发电机,定子：,定子绕组：要有足够的绝缘强度,（高压），一般采用 B 级 或 F 级绝缘。,定子铁心叠片结构，圆形或扇形冲片。,机 座：由钢板焊接而成-能满足,强度-刚度-通风-散热的需要。,转子：,采用,隐极式,。转子槽有大齿和小齿，细长-铣槽-槽型-同心式励磁绕组-不导磁槽楔。,8,8,三、基本结构88,水轮发电机,极数多-直径大-轴向长度短-立式装配。,定子铁心由扇形电工钢片拼叠。有径向通风沟。,转子采用凸极式，磁极由厚度为,1,2 mm,的钢片叠成，阻尼绕组,（起动绕组）抑制短路电流和减,弱电机振荡，磁极与磁极轭部采,用,T,形或鸽尾形连接。,9,9,水轮发电机 99,四、励磁方式简介,直流励磁机通常与同,步发电机同轴，采用并,励或者他励接法。采用,他励接法时，励磁机的,励磁电流由另一台被称为副励磁机的同轴的直流发电机供给。,目前发电厂采用的励磁方式分为两大类：一类是用直流发电机作为励磁电源的直流励磁机励磁系统；另一类是用硅整流装置将交流转化成直流后供给励磁的整流器励磁系统。,(1)直流励磁机励磁,10,10,四、励磁方式简介 直流励磁机通常与同 目前发,(2)静止整流器励磁,同一轴上有三台交流发电机，即主发电机、交流主励磁机和交流副励磁机。副励磁机的励磁电流开始时由外部直流电源提供，待电压建立起来后再转为自励(有时采用永磁发电机)。副励磁机的输出电流经过静止晶闸管整流器整流后供给主励磁机，而主励磁机的交流输出电流经过静止的三相桥式硅整流器整流后供给主发电机的励磁绕组。,11,11,(2)静止整流器励磁 同一轴上有三台交流发电机，即主发电机,(3)旋转整流器励磁,静止整流器的直流输出必须经过电刷和集电环才能输送到旋转的励磁绕组，对于大容量的同步发电机，其励磁电流达到数千安培，使得集电环严重过热。因此，在大容量的同步发电机中，常采用不需要电刷和集电环的,旋转整流器励磁系统,。,主励磁机是,旋转电枢式,三相同步发电机，旋转电枢的交流电流经与主轴一起旋转的硅整流器整流后，直接送到主发电机的转子励磁绕组。交流主励磁机的励磁电流由同轴的交流副励磁机经静止的晶闸管整流器整流后供给。由于这种励磁系统取消了集电环和电刷装置，故又称为,无刷励磁系统,。,12,12,(3)旋转整流器励磁 静止整流器的直流输出必须经过电刷和集,16-3 三相同步电机的额定值和型号,一、额定值,（Rating）,额定容量 S,N,(,VA，kVA，MVA,等)或额定功率P,N,(W，kW，MW等)：,指电机输出功率的保证值。电动机的额定容量的量纲一般用kW表示，补偿机的量纲则用kVAR表示。,对于三相同步发电机：,对于三相同步电动机：,13,13,16-3 三相同步电机的额定值和型号 一、额定值（Ra,额定电压,U,N,(V，kV,),：正常运行时电枢绕组输出端的,线电压,；,额定电流,I,N,(A),:,额定运行时电枢绕组的,线电流,；,额定功率因数,：额定运行时电机的,功率因数,；,额定频率,f,N,（Hz）,:额定运行时电机电枢端电量的频率，我国标准工业频率规定为,50,Hz,；,额定转速,n,N,：额定运行时电机 转子的转速，即同步转速。,还有：额定负载时的温升,t,N,、励磁电压,U,fN,及励磁电流,I,fN,等。,二、国产同步电机型号,汽轮发电机有QFQ、QFN、QFS等系列，前两个字母表示汽轮发电机；第三个字母表示冷却方式，Q表示氢外冷，N表示氢内冷，S表示双水内冷。,大型水轮发电机为TS系列，T表示同步，S表示水轮。,14,14,额定电压 UN(V，kV)：正常运行时电枢绕组输出端的线电,二、国产同步电机型号,（续）,举例：,1、QFS-300-2,表示容量为300,MW 的,双水内冷2极汽轮发电机。,2、TSS1264/160-48,表示,双水内冷水轮发电机,，定子外径为,1264,厘米，铁心长为,160,厘米，极数为,48。,同步电动机系列有TD、TDL等，TD表示同步电动机，后面的字母指出其主要用途。如,TDG表示高速同步电动机；TDL表示,立式,同步电动机。,同步补偿机为,TT。,思考题：三相同步发电机的转速为什么必须为常数？125转/分的水轮发电机应该是多少极？（其他思考题见 p273）,15,15,二、国产同步电机型号（续）举例：1、,凸极式同步发电机转子,16,16,凸极式同步发电机转子1616,四极转子,17,17,四极转子1717,水轮发电机转子,18,18,水轮发电机转子1818,汽轮发电机转子,19,19,汽轮发电机转子1919,汽轮发电机转子,20,20,汽轮发电机转子2020,汽轮发电机插转子,21,21,汽轮发电机插转子2121,大型汽发机座加工,22,22,大型汽发机座加工2222,东方电机制造的1000MW核电机座运出厂,23,23,东方电机制造的1000MW核电机座运出厂2323,青山电厂发电机定子,24,24,青山电厂发电,精品课件,！,25,25,精品课件！2525,精品课件,！,26,26,精品课件！2626,