機車電機與電器 課件 項目四 三相同步電機 任務(wù)一 同步電機的結(jié)構(gòu)和工作原理

任務(wù)一同步電機的結(jié)構(gòu)和工作原理同步電機相關(guān)知識A同步電機的工作原理B三種運行狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換C目錄CONTENTS同步電機的銘牌DPart第一章01同步電機相關(guān)知識同步電機相關(guān)知識用途同步電機是交流機械能和電能相互轉(zhuǎn)換的裝置。同步電動機主要用來拖動功率較大、轉(zhuǎn)速不需要調(diào)節(jié)的生產(chǎn)機械，如鋼鐵廠軋鋼機、礦井送風(fēng)機、球磨機等；同步調(diào)相機提供無功功率，主要用于工廠無功補償，提高電網(wǎng)功率因數(shù)?；窘Y(jié)構(gòu)三相同步電機也是一種旋轉(zhuǎn)電機，主要由定子、轉(zhuǎn)子和氣隙組成。按照旋轉(zhuǎn)部件的不同，同步電機分為旋轉(zhuǎn)電樞式和旋轉(zhuǎn)磁極式兩種。同步電機相關(guān)知識旋轉(zhuǎn)電樞式同步電機主磁極位于定子，交流電樞位于轉(zhuǎn)子，稱為旋轉(zhuǎn)電樞式同步電機。由于交流電流通過轉(zhuǎn)子集電環(huán)和電刷與外部連接，高電壓和大電流時可靠性不高，因此僅限于小容量的同步電機。旋轉(zhuǎn)磁極式同步電機主磁極位于轉(zhuǎn)子，交流電樞位于定子，稱為旋轉(zhuǎn)磁極式同步電機。根據(jù)轉(zhuǎn)子磁極形狀的不同又分為隱極式和凸極式兩種。隱極式結(jié)構(gòu)氣隙均勻，通常存在大小齒；凸極式結(jié)構(gòu)氣隙不均勻，主磁極下氣隙較小，而相鄰極間氣隙較大。同步電機相關(guān)知識定子三相同步電機的定子結(jié)構(gòu)與三相異步電機的定子基本相同，也是由定子鐵心、定子繞組、機座和端蓋等部件組成。同步電機的定子鐵心和繞組是進行機電能量轉(zhuǎn)換的樞紐，所以又將同步電機的定子稱為電樞。轉(zhuǎn)子凸極式轉(zhuǎn)子圓周上安裝有若干對凸出的磁極，定、轉(zhuǎn)子之間的空氣隙是不均勻的。隱極式轉(zhuǎn)子的鐵心呈圓柱體狀，沒有明顯的磁極形狀，定、轉(zhuǎn)子間的氣隙均勻。凸極式轉(zhuǎn)子凹極式轉(zhuǎn)子同步電機相關(guān)知識勵磁方式同步電機是一種定子邊用交流電流勵磁以建立旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)子邊用直流電流勵磁構(gòu)成旋轉(zhuǎn)磁極的雙邊勵磁的交流電機。其勵磁方式主要有電勵磁、永磁勵磁、無勵磁的凸極磁阻或磁滯實心轉(zhuǎn)子三種。分類按照勵磁方式不同分為電勵磁同步電機、永磁同步電機、混合勵磁同步電機、磁阻同步電機和磁滯同步電機；按照旋轉(zhuǎn)部件的不同分為旋轉(zhuǎn)磁極式同步電機和旋轉(zhuǎn)電樞式同步電機；按照磁極形狀不同分為凸極同步電機和隱極同步電機；按照驅(qū)動輪機不同分為汽輪發(fā)電機、水輪發(fā)電機和風(fēng)力發(fā)電機等。Part第一章02同步電機的工作原理同步電機的工作原理兩極三相交流發(fā)電機工作原理發(fā)電機狀態(tài)在同步發(fā)電機的定子鐵心上嵌有三相對稱線圈Ax、By和Cz，稱為定子線圈（或電樞線圈）。

同步電機的工作原理電動機狀態(tài)定子邊接三相交流電源，轉(zhuǎn)子邊通過電刷和集電環(huán)裝置接直流電源，轉(zhuǎn)子軸上聯(lián)結(jié)機械負載。三相同步電動機運行原理同步電機的工作原理同步調(diào)相機若同步電機的定子邊加三相交流電，轉(zhuǎn)子邊接直流電源勵磁，而轉(zhuǎn)子軸上未帶任何機械負載，則同步電機處于同步調(diào)相機狀態(tài)。三相同步調(diào)相機運行原理Part第一章03三種運行狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換三種運行狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換同步電機有三種運行狀態(tài)：發(fā)電機、電動機和調(diào)相機。由于發(fā)電機和電動機的區(qū)別是電機輸出還是吸收有功功率或者機械功率，而調(diào)相機相當(dāng)于零功率因數(shù)狀態(tài)的發(fā)電機或電動機，但沒有機械功率的輸入或輸出。發(fā)電機與電動機原理上是可逆的。并網(wǎng)運行的同步電機，發(fā)電機狀態(tài)與電動機狀態(tài)式可以相互轉(zhuǎn)換的，并且調(diào)相機是發(fā)電機與電動機的過渡狀態(tài)。Part第一章04同步電機的銘牌同步電機的銘