第2章第一節(jié)同步發(fā)電機(jī)

1、第一節(jié)第一節(jié) 同步電動(dòng)機(jī)的原理、結(jié)構(gòu)及額定值同步電動(dòng)機(jī)的原理、結(jié)構(gòu)及額定值 同步發(fā)電機(jī)的工作原理同步發(fā)電機(jī)的工作原理01同步峰電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)同步峰電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)02同步發(fā)電機(jī)的型號(hào)和額定值同步發(fā)電機(jī)的型號(hào)和額定值 03CONTENTSPart 1Part 1同步發(fā)電機(jī)的工作原理 一、同步發(fā)電機(jī)的工作原理一、同步發(fā)電機(jī)的工作原理1、三相電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式XAZBCYNSn原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)轉(zhuǎn)子以轉(zhuǎn)速原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)轉(zhuǎn)子以轉(zhuǎn)速 n 勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)切割定子三相繞組，在三相繞組轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)切割定子三相繞組，在三相繞組中感應(yīng)出交變電動(dòng)勢(shì)。中感應(yīng)出交變電動(dòng)勢(shì)。 定子空間差定子空間差120感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)差感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

2、差120 00120sin120sinsintEetEetEemCmBmA2、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率磁極對(duì)數(shù)p，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速nZH60=pnf結(jié)論：結(jié)論：同步發(fā)電機(jī)定子繞組感應(yīng)電勢(shì)的頻率取決于它的極對(duì)數(shù)同步發(fā)電機(jī)定子繞組感應(yīng)電勢(shì)的頻率取決于它的極對(duì)數(shù)p和轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n。 同步發(fā)電機(jī)極對(duì)數(shù)一定時(shí)，轉(zhuǎn)速與電樞電勢(shì)的頻率有嚴(yán)格對(duì)同步發(fā)電機(jī)極對(duì)數(shù)一定時(shí)，轉(zhuǎn)速與電樞電勢(shì)的頻率有嚴(yán)格對(duì)應(yīng)關(guān)系。應(yīng)關(guān)系。 當(dāng)電力系統(tǒng)頻率當(dāng)電力系統(tǒng)頻率f一定，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速一定，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速 n=60f/p為恒定值，這是為恒定值，這是同步發(fā)電機(jī)的主要特點(diǎn)。同步發(fā)電機(jī)的主要特點(diǎn)。一、同步發(fā)電機(jī)的工作原理一、同步發(fā)電機(jī)的工作原理極對(duì)數(shù)極

3、對(duì)數(shù) p123456 n（r/min）300015001000750600500為了發(fā)出為了發(fā)出50HZ50HZ交流電，同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速與極對(duì)數(shù)關(guān)系交流電，同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速與極對(duì)數(shù)關(guān)系一、同步發(fā)電機(jī)的工作原理一、同步發(fā)電機(jī)的工作原理我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)工頻為50Hz，所以同步發(fā)電機(jī)的極對(duì)數(shù)和轉(zhuǎn)速成反比。np3000l 汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速較高，極對(duì)數(shù)較少，如轉(zhuǎn)速汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速較高，極對(duì)數(shù)較少，如轉(zhuǎn)速n=3000r/min，則極，則極對(duì)數(shù)對(duì)數(shù)p=1。l 水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速較低，極對(duì)數(shù)較多，如轉(zhuǎn)速水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速較低，極對(duì)數(shù)較多，如轉(zhuǎn)速n=125r/min，則極對(duì)，則極對(duì)數(shù)數(shù)p=24。Part Part 2 2同步發(fā)電機(jī)的基

4、本結(jié)構(gòu) 1、分類：二、同步發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)二、同步發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)（1）按結(jié)構(gòu)型式分）按結(jié)構(gòu)型式分 隱極式隱極式 凸極式凸極式 旋轉(zhuǎn)磁極式旋轉(zhuǎn)磁極式 旋轉(zhuǎn)電樞式旋轉(zhuǎn)電樞式 旋轉(zhuǎn)電樞式旋轉(zhuǎn)電樞式（小容量同步電機(jī)采用）（小容量同步電機(jī)采用）旋轉(zhuǎn)磁極式旋轉(zhuǎn)磁極式（大容量同步電機(jī)采用）（大容量同步電機(jī)采用）隱極式（火電機(jī)組）隱極式（火電機(jī)組）凸極式（水電機(jī)組）凸極式（水電機(jī)組）二、同步發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)二、同步發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)（2）按原動(dòng)機(jī)類型分）按原動(dòng)機(jī)類型分 2p =2，n=3000r/min；隱極轉(zhuǎn)子，細(xì)長(zhǎng)，臥式安裝；隱極轉(zhuǎn)子，細(xì)長(zhǎng)，臥式安裝；用在火力發(fā)電廠中。用在火力發(fā)電廠中。 汽輪發(fā)電機(jī)汽輪發(fā)

5、電機(jī)：原動(dòng)機(jī)為汽輪機(jī)。原動(dòng)機(jī)為汽輪機(jī)。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：水輪發(fā)電機(jī)水輪發(fā)電機(jī)：原動(dòng)機(jī)為水輪機(jī)。原動(dòng)機(jī)為水輪機(jī)。極數(shù)多，轉(zhuǎn)速低，幾十轉(zhuǎn)到數(shù)百轉(zhuǎn)；極數(shù)多，轉(zhuǎn)速低，幾十轉(zhuǎn)到數(shù)百轉(zhuǎn)；凸極轉(zhuǎn)子，短粗，立式安裝；凸極轉(zhuǎn)子，短粗，立式安裝；用在水力發(fā)電廠中。用在水力發(fā)電廠中。特點(diǎn)：特點(diǎn)：柴油發(fā)電機(jī)柴油發(fā)電機(jī)：原動(dòng)機(jī)為柴油機(jī)。原動(dòng)機(jī)為柴油機(jī)。n=5001500r/min；容量較?。蝗萘枯^?。恢饕鳛樽詡潆娫?、移動(dòng)電源。主要作為自備電源、移動(dòng)電源。特點(diǎn)：特點(diǎn)：二、同步發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)二、同步發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)水輪發(fā)電機(jī)工作原理圖水輪發(fā)電機(jī)工作原理圖上游水上游水水輪發(fā)電機(jī)水輪發(fā)電機(jī)下游水下游水水輪機(jī)水輪機(jī)二、同步發(fā)電機(jī)

6、的基本結(jié)構(gòu)二、同步發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)汽汽輪輪發(fā)發(fā)電電機(jī)機(jī)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子子 汽汽輪輪發(fā)發(fā)電電機(jī)機(jī)定定子子 水水輪輪發(fā)發(fā)電電機(jī)機(jī)外外形形水水輪輪發(fā)發(fā)電電機(jī)機(jī)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子子 二、同步發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)二、同步發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)2、結(jié)構(gòu)：二、同步發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)二、同步發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 轉(zhuǎn)子鐵芯（磁路） 勵(lì)磁繞組（電路）轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子 定子鐵芯（磁路） 定子繞組（電路） 機(jī)座、端蓋、擋風(fēng)裝置定子定子2、同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)：由轉(zhuǎn)子鐵心、勵(lì)磁繞組、阻尼繞組、護(hù)環(huán)和中心環(huán)、滑環(huán)和風(fēng)扇等組成。由轉(zhuǎn)子鐵心、勵(lì)磁繞組、阻尼繞組、護(hù)環(huán)和中心環(huán)、滑環(huán)和風(fēng)扇等組成。（1）轉(zhuǎn)子二、同步發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)二、同步發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 1轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子鐵心 是

7、磁路的一部分，固定勵(lì)磁繞組和阻尼繞組作用。是磁路的一部分，固定勵(lì)磁繞組和阻尼繞組作用。 汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子鐵心由高機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)磁性能好的整塊合金鋼鍛造而成。汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子鐵心由高機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)磁性能好的整塊合金鋼鍛造而成。 轉(zhuǎn)子圓周上大齒，做為發(fā)電機(jī)的主磁極，轉(zhuǎn)子圓周上大齒，做為發(fā)電機(jī)的主磁極， 其余開口槽部分安放勵(lì)磁繞組。其余開口槽部分安放勵(lì)磁繞組。二、同步發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)二、同步發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)二、同步發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)二、同步發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)由扁銅線繞成同心式繞組。槽內(nèi)導(dǎo)體靠槽楔壓緊，端部用合金鋼護(hù)環(huán)固定。由扁銅線繞成同心式繞組。槽內(nèi)導(dǎo)體靠槽楔壓緊，端部用合金鋼護(hù)環(huán)固定。2勵(lì)磁繞組勵(lì)磁繞組3阻尼

8、繞組阻尼繞組 由銅條和端環(huán)焊接而成，是短路繞組。相當(dāng)于異步機(jī)的籠形繞組。由銅條和端環(huán)焊接而成，是短路繞組。相當(dāng)于異步機(jī)的籠形繞組。 在同步發(fā)電機(jī)中，阻尼繞組起抑制轉(zhuǎn)子機(jī)械振蕩作用；在同步發(fā)電機(jī)中，阻尼繞組起抑制轉(zhuǎn)子機(jī)械振蕩作用； 在同步電動(dòng)機(jī)和調(diào)相機(jī)中，作為起動(dòng)繞組。在同步電動(dòng)機(jī)和調(diào)相機(jī)中，作為起動(dòng)繞組。電刷和滑環(huán)將直流電刷和滑環(huán)將直流勵(lì)磁電流引入到轉(zhuǎn)勵(lì)磁電流引入到轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組中。子勵(lì)磁繞組中。4 4滑環(huán)滑環(huán)( (集電環(huán)集電環(huán)) )轉(zhuǎn)子繞組的通風(fēng)口轉(zhuǎn)子繞組的通風(fēng)口 護(hù)環(huán)護(hù)環(huán) 中心環(huán)中心環(huán) 風(fēng)扇風(fēng)扇 汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子外形汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子外形 二、同步發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)二、同步發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)二、同步發(fā)

9、電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)二、同步發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)二、同步發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)二、同步發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)其結(jié)構(gòu)與異步電機(jī)相同，由定子鐵心、電樞繞組、機(jī)座和端蓋等組成。其結(jié)構(gòu)與異步電機(jī)相同，由定子鐵心、電樞繞組、機(jī)座和端蓋等組成。（2）定子（電樞）定子（電樞）二、同步發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)二、同步發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 1. 定子鐵心定子鐵心 是磁路的一部分，由硅鋼片疊裝而成。內(nèi)圓槽安放電樞繞組。是磁路的一部分，由硅鋼片疊裝而成。內(nèi)圓槽安放電樞繞組。 定子鐵心沿軸向每隔一段，留有徑向通風(fēng)溝，以利于散熱。定子鐵心沿軸向每隔一段，留有徑向通風(fēng)溝，以利于散熱。 大型同步發(fā)電機(jī)定子鐵心由扇形片拼合疊裝成定子鐵心。大型同步發(fā)電機(jī)定子鐵

10、心由扇形片拼合疊裝成定子鐵心。2. 電樞繞組電樞繞組 雙層疊繞組，由扁銅線繞制成型后，包以絕緣而成。雙層疊繞組，由扁銅線繞制成型后，包以絕緣而成。 采用實(shí)心導(dǎo)線，空心與實(shí)心導(dǎo)線組合繞組，加強(qiáng)冷卻。采用實(shí)心導(dǎo)線，空心與實(shí)心導(dǎo)線組合繞組，加強(qiáng)冷卻。3.機(jī)座、端蓋、軸承、軸承座及電刷等。機(jī)座、端蓋、軸承、軸承座及電刷等。二、同步發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)二、同步發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 二、同步發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)二、同步發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)Part Part 3 3同步發(fā)電機(jī)的型號(hào)和額定值 三、對(duì)電力系統(tǒng)的要求三、對(duì)電力系統(tǒng)的要求（二）同步發(fā)電機(jī)的型號(hào)（二）同步發(fā)電機(jī)的型號(hào)三、對(duì)電力系統(tǒng)的要求三、對(duì)電力系統(tǒng)的要求（二）同步

11、發(fā)電機(jī)的額定值（二）同步發(fā)電機(jī)的額定值 1 1額定功率額定功率NP（kWkW、MWMW）：額定運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)的輸出電功率。）：額定運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)的輸出電功率。2 2額定電壓額定電壓NU（V V、kVkV）：額定運(yùn)行時(shí)定子三相繞組上的線電壓。）：額定運(yùn)行時(shí)定子三相繞組上的線電壓。3 3額定電流額定電流NI（A A、kAkA）：額定運(yùn)行時(shí)流過(guò)定子繞組的線電流。）：額定運(yùn)行時(shí)流過(guò)定子繞組的線電流。50Nf4. 4. 額定頻率額定頻率HZ 5 5額定功率因數(shù)額定功率因數(shù)Ncos: : 額定運(yùn)行時(shí)輸出有功功率和視在功率比值。額定運(yùn)行時(shí)輸出有功功率和視在功率比值。 6. 6. 額定轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速Nn(r/min): (r/