第11章 同步发电机的基本工作原理和结构

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1、电机学电机学第第11章章 同步发电机的基本工作原理同步发电机的基本工作原理和结构和结构2 内容内容 * *11.311.3 同步发电机的励磁系统同步发电机的励磁系统11.1 11.1 同步发电机的工作原理、分类与额定值同步发电机的工作原理、分类与额定值11.2 11.2 同步发电机的基本结构同步发电机的基本结构 掌握同步发电机的基本工作原理、类型和额定值。掌握同步发电机的基本工作原理、类型和额定值。 了解同步发电机的基本结构及各主要部件的作用。了解同步发电机的基本结构及各主要部件的作用。 了解同步发电机的励磁系统。了解同步发电机的励磁系统。 要求要求 同步发动机工作原理图同步发动机工作原理图4

2、11.1 同步发电机的工作原理、分类与额定值一、同步发电机的基本工作原理 定子：三相对称绕组：定子：三相对称绕组：U1-U2、V1-V2、W1-W2 转子：磁极铁心、励磁绕组。转子：磁极铁心、励磁绕组。 励磁绕组通入直流电流，建立转子磁场。励磁绕组通入直流电流，建立转子磁场。 原动机拖动转子以转速原动机拖动转子以转速 n 匀速旋转时，转子磁场切匀速旋转时，转子磁场切割定子三相绕组，在三相绕组中感应出交变电动势。割定子三相绕组，在三相绕组中感应出交变电动势。 120由于定子三相绕组在空间位置上互差由于定子三相绕组在空间位置上互差电角度，电角度，所以三相电动势在时间上互差所以三相电动势在时间上互差

3、120电角度。电角度。 1感应电动势的波形感应电动势的波形设计适当的转子极弧形状，使设计适当的转子极弧形状，使 B 沿气隙正弦分布，可得到正弦波形的沿气隙正弦分布，可得到正弦波形的 e 。 BBlve=e的波形取决于的波形取决于 的波形。的波形。B 2感应电动势的频率感应电动势的频率 ZH60=pnf极对数极对数 p123456 n（r/min）300015001000750600500为了发出为了发出50H50HZ Z交流电，同步发电机转速与极对数关系交流电，同步发电机转速与极对数关系3三相电动势的大小和相序三相电动势的大小和相序01144.4=wkfNE大小：大小：相序：与转子转向一致，即

4、相序由转子的转向决定。相序：与转子转向一致，即相序由转子的转向决定。11.1 同步发电机的工作原理、分类与额定值二、同步发电机的分类1按结构型式分按结构型式分 隐极式隐极式 凸极式凸极式 旋转磁极式旋转磁极式 旋转电枢式旋转电枢式 旋转电枢式旋转电枢式（小容量同步电机采用）（小容量同步电机采用）旋转磁极式旋转磁极式（大容量同步电机采用）（大容量同步电机采用）隐极式（火电机组）隐极式（火电机组）凸极式（水电机组）凸极式（水电机组）11.1 同步发电机的工作原理、分类与额定值 2按原动机类型分按原动机类型分 2p =2，n=3000r/min；隐极转子，细长，卧式安装；隐极转子，细长，卧式安装；用

5、在火力发电厂中。用在火力发电厂中。 汽轮发电机汽轮发电机：原动机为汽轮机。：原动机为汽轮机。 特点：特点：水轮发电机水轮发电机：原动机为水轮机。：原动机为水轮机。极数多，转速低，几十转到数百转；极数多，转速低，几十转到数百转；凸极转子，短粗，立式安装；凸极转子，短粗，立式安装；用在水力发电厂中。用在水力发电厂中。特点：特点：柴油发电机柴油发电机：原动机为柴油机。：原动机为柴油机。n=5001500r/min；容量较小；容量较小；主要作为自备电源、移动电源。主要作为自备电源、移动电源。特点：特点：11.1 同步发电机的工作原理、分类与额定值水轮发电机工作原理图水轮发电机工作原理图上游水上游水水轮

6、发电机水轮发电机下游水下游水水轮机水轮机11.1 同步发电机的工作原理、分类与额定值水轮发电机转子水轮发电机转子水轮机水轮机转轴转轴11.1 同步发电机的工作原理、分类与额定值同步发动机结构示意图同步发动机结构示意图11.1 同步发电机的工作原理、分类与额定值同步发动机结构示意图同步发动机结构示意图11.1 同步发电机的工作原理、分类与额定值3按冷却介质和冷却方式分按冷却介质和冷却方式分 空气冷却空气冷却( (空冷空冷) )：主要采用内扇式轴向和径向混合通风系统。：主要采用内扇式轴向和径向混合通风系统。 氢气冷却氢气冷却( (氢冷氢冷) )：定、转子绕组采用空心导线，将氢气压缩进导体带走热量。

7、：定、转子绕组采用空心导线，将氢气压缩进导体带走热量。 水水 冷冷 却却( (水冷水冷) )：主要是定子绕组水内冷。：主要是定子绕组水内冷。冷却组合方式冷却组合方式： 定、转子绕组和定子铁心均氢外冷；定、转子绕组和定子铁心均氢外冷； 定子绕组水内冷、转子绕组氢内冷、定转子铁心氢外冷定子绕组水内冷、转子绕组氢内冷、定转子铁心氢外冷( (水一氢一氢水一氢一氢) )； 定、转子绕组水内冷，定子铁心氢冷定、转子绕组水内冷，定子铁心氢冷( (水一水一氢水一水一氢) )； 定、转子绕组水内冷、定子铁心空冷定、转子绕组水内冷、定子铁心空冷( (水一水一空水一水一空) )。11.1 同步发电机的工作原理、分类