同步發(fā)電機(jī)的基本工作原理和結(jié)構(gòu).ppt

1、內(nèi)容,*11.3 同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng),11.1 同步發(fā)電機(jī)的工作原理、分類(lèi)與額定值,11.2 同步發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu),掌握同步發(fā)電機(jī)的基本工作原理、類(lèi)型和額定值。 了解同步發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及各主要部件的作用。 了解同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)。,要求,同步發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理圖,11.1 同步發(fā)電機(jī)的工作原理、分類(lèi)與額定值,一、同步發(fā)電機(jī)的基本工作原理,定子：三相對(duì)稱(chēng)繞組：U1-U2、V1-V2、W1-W2,轉(zhuǎn)子：磁極鐵心、勵(lì)磁繞組。 勵(lì)磁繞組通入直流電流，建立轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)。,原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)轉(zhuǎn)子以轉(zhuǎn)速 n 勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)切 割定子三相繞組，在三相繞組中感應(yīng)出交變電動(dòng)勢(shì)。,1感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的波形,設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)子極弧

2、形狀，使 B 沿氣隙正弦分布，可得到正弦波形的 e 。,的波形取決于 的波形。,2感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率,為了發(fā)出50HZ交流電，同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速與極對(duì)數(shù)關(guān)系,3三相電動(dòng)勢(shì)的大小和相序,大小：,相序：與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向一致，即相序由轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向決定。,二、同步發(fā)電機(jī)的分類(lèi),1按結(jié)構(gòu)型式分,旋轉(zhuǎn)電樞式（小容量同步電機(jī)采用）,2按原動(dòng)機(jī)類(lèi)型分,水輪發(fā)電機(jī)工作原理圖,同步發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖,同步發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖,3按冷卻介質(zhì)和冷卻方式分,空氣冷卻(空冷)：主要采用內(nèi)扇式軸向和徑向混合通風(fēng)系統(tǒng)。,氫氣冷卻(氫冷)：定、轉(zhuǎn)子繞組采用空心導(dǎo)線(xiàn)，將氫氣壓縮進(jìn)導(dǎo)體帶走熱量。,水 冷 卻(水冷)：主要是定子繞組水內(nèi)冷。,冷卻組合方

3、式： 定、轉(zhuǎn)子繞組和定子鐵心均氫外冷； 定子繞組水內(nèi)冷、轉(zhuǎn)子繞組氫內(nèi)冷、定轉(zhuǎn)子鐵心氫外冷(水一氫一氫)； 定、轉(zhuǎn)子繞組水內(nèi)冷，定子鐵心氫冷(水一水一氫)； 定、轉(zhuǎn)子繞組水內(nèi)冷、定子鐵心空冷(水一水一空)。,三、同步發(fā)電機(jī)的額定值,額定值關(guān)系：,11.2 同步發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu),汽輪發(fā)電機(jī)外形,汽 輪 發(fā) 電 機(jī) 轉(zhuǎn) 子,汽 輪 發(fā) 電 機(jī) 定 子,水 輪 發(fā) 電 機(jī) 外 形,水 輪 發(fā) 電 機(jī) 轉(zhuǎn) 子,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。,一、定子（電樞）,1. 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。 定子鐵心沿軸向每隔一段，留有徑向通風(fēng)溝，以

4、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。,2. 電樞繞組 雙層疊繞組，由扁銅線(xiàn)繞制成型后，包以絕緣而成。 采用實(shí)心導(dǎo)線(xiàn)，空心與實(shí)心導(dǎo)線(xiàn)組合繞組，加強(qiáng)冷卻。,機(jī)座、端蓋、軸承、軸承座及電刷等。,三相繞組結(jié)構(gòu)示意圖,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。,二、轉(zhuǎn)子,1轉(zhuǎn)子鐵心 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。 轉(zhuǎn)子圓周上大齒，做為發(fā)電機(jī)的主磁極， 其余開(kāi)口槽部分安放勵(lì)磁繞組。,由扁銅線(xiàn)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,3阻尼繞組 由銅條

5、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 勵(lì)磁電流引入到轉(zhuǎn) 子勵(lì)磁繞組中。,4滑環(huán)(集電環(huán)),*11.3 同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng),同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子主磁場(chǎng)是由轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組通入直流電流建立的。 提供勵(lì)磁電流的裝置稱(chēng)為勵(lì)磁系統(tǒng)。主要有三種：,一、直流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng),用直流發(fā)電機(jī)作為勵(lì)磁電源向同步發(fā)電機(jī)提供勵(lì)磁電流。,主勵(lì)磁機(jī)（他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)）供給同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流； 副勵(lì)磁機(jī)（并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)）供給主勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁電流。,二、靜止半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng),整流器是靜止的。分為：他勵(lì)式、自勵(lì)式。,1他勵(lì)式,發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁，由主勵(lì)磁機(jī)（旋轉(zhuǎn)磁極式同步發(fā)電機(jī)）發(fā)出的交流經(jīng)整流后供給。 主勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁，由副勵(lì)磁機(jī)（中頻同步發(fā)電機(jī)）發(fā)出的交流經(jīng)整流后供給。 副勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁，開(kāi)始時(shí)由外部直流電源供給，待電壓建起后再轉(zhuǎn)為自勵(lì)。,2自勵(lì)式,發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，由勵(lì)磁變壓器取自自身輸出端, 經(jīng)三相可控硅整流變換為直流后提供。 這種勵(lì)磁系統(tǒng)沒(méi)有旋轉(zhuǎn)的勵(lì)磁機(jī), 便于維護(hù), 反應(yīng)速度快, 目前已得到廣泛應(yīng)用。,靜止半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)缺點(diǎn)： 由于發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流是通過(guò) 電刷和滑環(huán)引入勵(lì)磁繞組的， 當(dāng)勵(lì)磁