發(fā)電機的原理和構(gòu)造

1、會計學1發(fā)電機的原理和構(gòu)造發(fā)電機的原理和構(gòu)造2021-12-42u同步電機：同步電機：交流旋轉(zhuǎn)電機。交流旋轉(zhuǎn)電機。u用途：用途：主要作發(fā)電機用，也可作電動機帶主要作發(fā)電機用，也可作電動機帶動具有恒速要求的機械，還可作調(diào)相機，向動具有恒速要求的機械，還可作調(diào)相機，向電力系統(tǒng)發(fā)出無功功率，用于改善電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)發(fā)出無功功率，用于改善電力系統(tǒng)的功率因數(shù)及調(diào)整電網(wǎng)電壓。的功率因數(shù)及調(diào)整電網(wǎng)電壓。 現(xiàn)代發(fā)電廠中所發(fā)出的交流電能幾乎全部現(xiàn)代發(fā)電廠中所發(fā)出的交流電能幾乎全部是同步發(fā)電機發(fā)出，盡管目前有其他發(fā)電型是同步發(fā)電機發(fā)出，盡管目前有其他發(fā)電型式，如磁流體發(fā)電，太陽能發(fā)電等，但電力式，如磁流體發(fā)電，太

2、陽能發(fā)電等，但電力系統(tǒng)中仍是同步發(fā)電機占絕對優(yōu)勢。系統(tǒng)中仍是同步發(fā)電機占絕對優(yōu)勢。2021-12-432021-12-442021-12-45SNnIf三相同步發(fā)電機的基本工作原理三相同步發(fā)電機的基本工作原理 同步發(fā)電機基本工作原理：同步發(fā)電機基本工作原理：導(dǎo)導(dǎo)體切割磁力線感應(yīng)電動勢。體切割磁力線感應(yīng)電動勢。 轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)動的部分，轉(zhuǎn)子上有轉(zhuǎn)動的部分，轉(zhuǎn)子上有磁極和勵磁繞組，產(chǎn)生磁場。磁極和勵磁繞組，產(chǎn)生磁場。 定子（又叫電樞）：定子（又叫電樞）：固定的部固定的部分，定子鐵心上有齒和槽，槽分，定子鐵心上有齒和槽，槽內(nèi)設(shè)置有繞組，是切割磁場的內(nèi)設(shè)置有繞組，是切割磁場的導(dǎo)體。導(dǎo)體。 氣隙：氣隙：

3、定轉(zhuǎn)子之間有氣隙。定轉(zhuǎn)子之間有氣隙。動畫動畫2021-12-46三相同步發(fā)電機的基本工作原理三相同步發(fā)電機的基本工作原理 定子：定子：有三相定子繞組，每相有三相定子繞組，每相結(jié)構(gòu)完全相同，它們在空間上結(jié)構(gòu)完全相同，它們在空間上互差互差120電角度對稱分布放置電角度對稱分布放置在定子鐵心槽內(nèi)。在定子鐵心槽內(nèi)。 轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子：有有p對磁極，磁極上有直對磁極，磁極上有直流勵磁繞組，當直流電流通過流勵磁繞組，當直流電流通過電刷和滑環(huán)流入轉(zhuǎn)子繞組后，電刷和滑環(huán)流入轉(zhuǎn)子繞組后，產(chǎn)生主磁通，主磁通由產(chǎn)生主磁通，主磁通由N極經(jīng)氣極經(jīng)氣隙，定子鐵心，再經(jīng)氣隙進入隙，定子鐵心，再經(jīng)氣隙進入S極，構(gòu)成主磁路。極，構(gòu)成

4、主磁路。2021-12-47同步電機與異步電機的根本區(qū)別是旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子通入直流電流勵磁同步電機與異步電機的根本區(qū)別是旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子通入直流電流勵磁轉(zhuǎn)子通直流電流轉(zhuǎn)子通直流電流 If勵磁磁場勵磁磁場Bf電樞感應(yīng)電樞感應(yīng)電勢電勢tEemacos)120cos(tEemb)120cos(tEemcf260pnf 隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn) 角速度角速度SNnea三相對稱負三相對稱負 載運行時載運行時旋轉(zhuǎn)基波旋轉(zhuǎn)基波 磁勢磁勢FaaF三相對稱電三相對稱電 樞電流樞電流 iabcpfn6011nn (同步電機同步電機)ebecIf00120sin120sinsintEetEetEemOBmOBmOAf260pnf

5、pfn6011nn 三相同步發(fā)電機的基本工作原理三相同步發(fā)電機的基本工作原理 2021-12-48)120sin(tEemOBtEemOAsin）（240sintEemOCu 定子繞組三相感應(yīng)電勢定子繞組三相感應(yīng)電勢三相同步發(fā)電機的基本工作原理三相同步發(fā)電機的基本工作原理 2021-12-49u交流電勢頻率交流電勢頻率f的確定的確定 當轉(zhuǎn)子為當轉(zhuǎn)子為1對磁極時，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，定子繞組對磁極時，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，定子繞組中感應(yīng)電勢變化一個周期；當同步發(fā)電機有中感應(yīng)電勢變化一個周期；當同步發(fā)電機有p對極對極時，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，感應(yīng)電勢交變時，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，感應(yīng)電勢交變p個周期。個周期。 當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為每分

6、當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為每分n轉(zhuǎn)時，交變電勢頻率為：轉(zhuǎn)時，交變電勢頻率為：min/60rnpnf轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，三相同步發(fā)電機的基本工作原理三相同步發(fā)電機的基本工作原理 2021-12-410u交流電勢頻率交流電勢頻率f的確定的確定min/60rnpnf轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，結(jié)論：結(jié)論：同步發(fā)電機定子繞組感應(yīng)電勢的頻率取決于它同步發(fā)電機定子繞組感應(yīng)電勢的頻率取決于它的極對數(shù)的極對數(shù)p和轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n。 同步發(fā)電機極對數(shù)一定時，轉(zhuǎn)速與電樞電勢的頻率同步發(fā)電機極對數(shù)一定時，轉(zhuǎn)速與電樞電勢的頻率有嚴格對應(yīng)關(guān)系。有嚴格對應(yīng)關(guān)系。 當電力系統(tǒng)頻率當電力系統(tǒng)頻率f一定，發(fā)電機轉(zhuǎn)速一定，發(fā)電機轉(zhuǎn)速 為恒為恒定值，這是同步發(fā)電機

7、的主要特點。定值，這是同步發(fā)電機的主要特點。pfn/60三相同步發(fā)電機的基本工作原理三相同步發(fā)電機的基本工作原理 2021-12-411結(jié)論：結(jié)論：我國標準工頻為我國標準工頻為50Hz，所以同步發(fā)電機的極，所以同步發(fā)電機的極對數(shù)和轉(zhuǎn)速成反比。對數(shù)和轉(zhuǎn)速成反比。np3000l 汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)速較高，極對數(shù)較少，如轉(zhuǎn)速汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)速較高，極對數(shù)較少，如轉(zhuǎn)速n=3000r/min，則極對數(shù)，則極對數(shù)p=1。l 水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)速較低，極對數(shù)較多，如轉(zhuǎn)速水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)速較低，極對數(shù)較多，如轉(zhuǎn)速n=125r/min，則極對數(shù)，則極對數(shù)p=24。三相同步發(fā)電機的基本工作原理三相同步發(fā)電機的基本工作原理 2021-

8、12-412同步電機的類型同步電機的類型 按按原動機類型不同原動機類型不同分為：汽輪發(fā)電機、水輪發(fā)電分為：汽輪發(fā)電機、水輪發(fā)電機、燃氣輪發(fā)電機、柴油發(fā)電機、風力發(fā)電機、機、燃氣輪發(fā)電機、柴油發(fā)電機、風力發(fā)電機、太陽能發(fā)電機等等。太陽能發(fā)電機等等。 按按冷卻介質(zhì)不同冷卻介質(zhì)不同分為：空氣冷卻、氫氣冷卻、水分為：空氣冷卻、氫氣冷卻、水冷卻等。冷卻等。 2021-12-4132021-12-4141定子定子 2凸極式轉(zhuǎn)子凸極式轉(zhuǎn)子 氣隙不均勻，極弧氣隙不均勻，極弧底下氣隙較小，極間部底下氣隙較小，極間部分較大。分較大。凸極式電機結(jié)構(gòu)特點凸極式電機結(jié)構(gòu)特點2021-12-415 轉(zhuǎn)子上沒有凸出轉(zhuǎn)子上沒

9、有凸出的磁極，氣隙均勻，的磁極，氣隙均勻，轉(zhuǎn)子呈圓柱形。轉(zhuǎn)子呈圓柱形。1定子定子 3隱極式轉(zhuǎn)子隱極式轉(zhuǎn)子隱極式電機結(jié)構(gòu)特點隱極式電機結(jié)構(gòu)特點2021-12-416凸極式和隱極式電機應(yīng)用場合凸極式和隱極式電機應(yīng)用場合2021-12-417同步電機與異步電機同步電機與異步電機2021-12-4182021-12-419l 用途：多用于汽輪發(fā)電機，一般為兩極，轉(zhuǎn)速為用途：多用于汽輪發(fā)電機，一般為兩極，轉(zhuǎn)速為3000r/min。體積和造價運行效率發(fā)電機轉(zhuǎn)速容量一定，電機長度轉(zhuǎn)子直徑發(fā)電機轉(zhuǎn)速 一般汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子長一般汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子長度度L和定子內(nèi)徑和定子內(nèi)徑D之比為之比為2-6.5。2021-12-4

10、20汽輪發(fā)電機結(jié)構(gòu)汽輪發(fā)電機結(jié)構(gòu)2021-12-421發(fā)電機定子發(fā)電機定子2021-12-422汽輪發(fā)電機結(jié)構(gòu)汽輪發(fā)電機結(jié)構(gòu)2021-12-423（1）機座和端蓋）機座和端蓋汽輪發(fā)電機結(jié)構(gòu)汽輪發(fā)電機結(jié)構(gòu)2021-12-424汽輪發(fā)電機結(jié)構(gòu)汽輪發(fā)電機結(jié)構(gòu) 定子鐵心由定子鐵心由0.35mm、0.5mm或其它厚度的電工鋼或其它厚度的電工鋼片疊成。各段疊片間有寬約片疊成。各段疊片間有寬約10mm的通風槽，以改善的通風槽，以改善定子鐵心散熱。定子鐵心散熱。 定子外徑較小時，采用圓形沖片，外徑大于定子外徑較小時，采用圓形沖片，外徑大于1m 時，采用扇形沖片，目的是減少漏磁，防止渦流引時，采用扇形沖片，目的

11、是減少漏磁，防止渦流引起過熱。起過熱。 定子鐵心兩端用非磁性材料定子鐵心兩端用非磁性材料壓板將其壓緊，將整個鐵心固定壓板將其壓緊，將整個鐵心固定在定子機座上。在定子機座上。 沿定子鐵心內(nèi)圓表面的槽內(nèi)沿定子鐵心內(nèi)圓表面的槽內(nèi)放置三相定子繞組。放置三相定子繞組。（2）定子鐵心）定子鐵心2021-12-425 （2）定子鐵心）定子鐵心2021-12-426（3）定子繞組）定子繞組也稱也稱電樞繞組電樞繞組，一般采用雙層三相對稱繞組。，一般采用雙層三相對稱繞組。為便于繞組下線，定子槽采用矩形開口槽，定子繞組為便于繞組下線，定子槽采用矩形開口槽，定子繞組放入槽中后，槽口用槽楔封住，槽楔常用絕緣材料放入槽中

12、后，槽口用槽楔封住，槽楔常用絕緣材料(如如玻璃布板玻璃布板)做成。做成。汽輪發(fā)電機結(jié)構(gòu)汽輪發(fā)電機結(jié)構(gòu)2021-12-427汽輪發(fā)電機的電壓較高，要求定子繞組有足夠的絕緣汽輪發(fā)電機的電壓較高，要求定子繞組有足夠的絕緣強度，一般采用強度，一般采用 B 級或級或 F 級絕緣。級絕緣。（3）定子繞組）定子繞組大型電機定子電流極大，繞組導(dǎo)線截面大。為減小導(dǎo)大型電機定子電流極大，繞組導(dǎo)線截面大。為減小導(dǎo)體集膚效應(yīng)帶來的附加損耗，定子繞組常由多股截面體集膚效應(yīng)帶來的附加損耗，定子繞組常由多股截面15平方毫米以下的扁銅線并繞而成，且沿槽長進行適平方毫米以下的扁銅線并繞而成，且沿槽長進行適當?shù)膿Q位，使繞組的有效

13、部分，有時甚至連同繞組的當?shù)膿Q位，使繞組的有效部分，有時甚至連同繞組的端接部分，成為編織形。端接部分，成為編織形。汽輪發(fā)電機結(jié)構(gòu)汽輪發(fā)電機結(jié)構(gòu)2021-12-428定子繞組下線定子繞組端部定子繞組下線定子繞組端部 2021-12-4292021-12-430定子端部定子端部 2021-12-431汽輪發(fā)電機結(jié)構(gòu)汽輪發(fā)電機結(jié)構(gòu)l轉(zhuǎn)子組成轉(zhuǎn)子組成 轉(zhuǎn)子鐵芯轉(zhuǎn)子鐵芯 勵磁繞組勵磁繞組 阻尼繞組阻尼繞組 緊固件緊固件 風扇風扇l 功能：傳遞原動機供給的機械能、支撐旋轉(zhuǎn)的勵磁功能：傳遞原動機供給的機械能、支撐旋轉(zhuǎn)的勵磁線圈、形成良好的磁通路徑和轉(zhuǎn)子散熱通道，因此線圈、形成良好的磁通路徑和轉(zhuǎn)子散熱通道，因

14、此對轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)、材料和加工工藝要求較高。對轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)、材料和加工工藝要求較高。2021-12-432轉(zhuǎn)子繞組的通風口轉(zhuǎn)子繞組的通風口 護環(huán)護環(huán) 中心環(huán)中心環(huán) 風扇風扇 汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子外形汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子外形 2021-12-4332021-12-434汽輪發(fā)電機結(jié)構(gòu)汽輪發(fā)電機結(jié)構(gòu)2021-12-435轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子鐵心 2021-12-436（1）轉(zhuǎn)子鐵心）轉(zhuǎn)子鐵心汽輪發(fā)電機結(jié)構(gòu)汽輪發(fā)電機結(jié)構(gòu)2021-12-437轉(zhuǎn)子鐵心結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子鐵心結(jié)構(gòu) 2021-12-438汽輪發(fā)電機結(jié)構(gòu)汽輪發(fā)電機結(jié)構(gòu)由矩形絕緣扁銅線繞成同心式線圈，兩線圈邊分別由矩形絕緣扁銅線繞成同心式線圈，兩線圈邊分別放在大齒兩側(cè)所開的槽內(nèi)，所

15、有線圈串聯(lián)。放在大齒兩側(cè)所開的槽內(nèi)，所有線圈串聯(lián)。勵磁繞組構(gòu)成電機直流回路，通過電刷與外電路連勵磁繞組構(gòu)成電機直流回路，通過電刷與外電路連 接。接。各線圈匝間有絕緣，對地也有各線圈匝間有絕緣，對地也有 絕緣。絕緣。2021-12-4392021-12-440汽輪發(fā)電機結(jié)構(gòu)汽輪發(fā)電機結(jié)構(gòu)2021-12-441轉(zhuǎn)子繞組的通風口轉(zhuǎn)子繞組的通風口 護環(huán)護環(huán) 中心環(huán)中心環(huán) 風扇風扇 汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子外形汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子外形 2021-12-442轉(zhuǎn)子線圈裝配轉(zhuǎn)子線圈裝配2021-12-443發(fā)電機轉(zhuǎn)子裝配發(fā)電機轉(zhuǎn)子裝配2021-12-444汽輪發(fā)電機結(jié)構(gòu)汽輪發(fā)電機結(jié)構(gòu)一種短路繞組，大型電機有。一種短路繞組，

16、大型電機有。由放在槽楔下的銅條和轉(zhuǎn)子兩端銅環(huán)焊接成閉合由放在槽楔下的銅條和轉(zhuǎn)子兩端銅環(huán)焊接成閉合回路。回路。作用：在同步發(fā)電機短路或不對稱運行時，利用作用：在同步發(fā)電機短路或不對稱運行時，利用其感應(yīng)電流來削弱負序旋轉(zhuǎn)磁場作用；發(fā)電機振其感應(yīng)電流來削弱負序旋轉(zhuǎn)磁場作用；發(fā)電機振蕩時起阻尼作用，使振蕩衰減。蕩時起阻尼作用，使振蕩衰減。u阻尼繞組阻尼繞組2021-12-445汽輪發(fā)電機的冷卻方式汽輪發(fā)電機的冷卻方式2021-12-446汽輪發(fā)電機結(jié)構(gòu)汽輪發(fā)電機結(jié)構(gòu)2021-12-447汽輪發(fā)電機結(jié)構(gòu)汽輪發(fā)電機結(jié)構(gòu)2021-12-4482勵磁方式勵磁方式二、同步發(fā)電機的勵磁二、同步發(fā)電機的勵磁2021

17、-12-449u同步電機：同步電機：交流旋轉(zhuǎn)電機。交流旋轉(zhuǎn)電機。u用途：用途：主要作發(fā)電機用，也可作電動機帶主要作發(fā)電機用，也可作電動機帶動具有恒速要求的機械，還可作調(diào)相機，向動具有恒速要求的機械，還可作調(diào)相機，向電力系統(tǒng)發(fā)出無功功率，用于改善電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)發(fā)出無功功率，用于改善電力系統(tǒng)的功率因數(shù)及調(diào)整電網(wǎng)電壓。的功率因數(shù)及調(diào)整電網(wǎng)電壓。 現(xiàn)代發(fā)電廠中所發(fā)出的交流電能幾乎全部現(xiàn)代發(fā)電廠中所發(fā)出的交流電能幾乎全部是同步發(fā)電機發(fā)出，盡管目前有其他發(fā)電型是同步發(fā)電機發(fā)出，盡管目前有其他發(fā)電型式，如磁流體發(fā)電，太陽能發(fā)電等，但電力式，如磁流體發(fā)電，太陽能發(fā)電等，但電力系統(tǒng)中仍是同步發(fā)電機占絕對優(yōu)勢。

18、系統(tǒng)中仍是同步發(fā)電機占絕對優(yōu)勢。2021-12-4502021-12-4511定子定子 2凸極式轉(zhuǎn)子凸極式轉(zhuǎn)子 氣隙不均勻，極弧氣隙不均勻，極弧底下氣隙較小，極間部底下氣隙較小，極間部分較大。分較大。凸極式電機結(jié)構(gòu)特點凸極式電機結(jié)構(gòu)特點2021-12-4521定子定子 2凸極式轉(zhuǎn)子凸極式轉(zhuǎn)子 氣隙不均勻，極弧氣隙不均勻，極弧底下氣隙較小，極間部底下氣隙較小，極間部分較大。分較大。凸極式電機結(jié)構(gòu)特點凸極式電機結(jié)構(gòu)特點2021-12-453汽輪發(fā)電機的電壓較高，要求定子繞組有足夠的絕緣汽輪發(fā)電機的電壓較高，要求定子繞組有足夠的絕緣強度，一般采用強度，一般采用 B 級或級或 F 級絕緣。級絕緣。（3）定子繞組）定子繞組大型電機定子電流極