第12章 同步電機(jī)的基本類(lèi)型及結(jié)構(gòu)

1、第十二章 同步電機(jī)的基本類(lèi)型與結(jié)構(gòu)12-1 同步電機(jī)的用途同步電機(jī)的用途12-2 同步電機(jī)的基本類(lèi)型與結(jié)構(gòu)同步電機(jī)的基本類(lèi)型與結(jié)構(gòu)第十二章 同步電機(jī)的基本類(lèi)型與結(jié)構(gòu) 基本要求：基本要求：1.了解同步電機(jī)的基本類(lèi)型了解同步電機(jī)的基本類(lèi)型2.熟悉同步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)熟悉同步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)3.掌握同步電機(jī)的額定值掌握同步電機(jī)的額定值12-1 同步電機(jī)的用途2.同步電機(jī)的運(yùn)行方式同步同步發(fā)電機(jī)：發(fā)電機(jī)：把機(jī)械能轉(zhuǎn)換為交流電能，是同步電機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)換為交流電能，是同步電機(jī)最主最主要的運(yùn)行方式。要的運(yùn)行方式。同步同步電動(dòng)機(jī)：電動(dòng)機(jī)：把交流電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，用于驅(qū)動(dòng)恒速運(yùn)把交流電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，用于驅(qū)動(dòng)恒速運(yùn)

2、轉(zhuǎn)的大功率機(jī)械。轉(zhuǎn)的大功率機(jī)械。同步同步補(bǔ)償機(jī)：補(bǔ)償機(jī)：專(zhuān)門(mén)用于電網(wǎng)的無(wú)功補(bǔ)償，以提高電網(wǎng)的功專(zhuān)門(mén)用于電網(wǎng)的無(wú)功補(bǔ)償，以提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，改善供電性能。率因數(shù)，改善供電性能。1.同步電機(jī)的特點(diǎn)160 fnnp3.同步電機(jī)的基本類(lèi)型按用途分：按用途分：發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、補(bǔ)償機(jī)發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、補(bǔ)償機(jī)按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分：按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分：隱極電機(jī)、凸極電機(jī)隱極電機(jī)、凸極電機(jī)N S+3 勵(lì)磁勵(lì)磁3 N S+勵(lì)磁勵(lì)磁隱極電機(jī)隱極電機(jī)凸極電機(jī)凸極電機(jī)按軸的安裝方式分：按軸的安裝方式分：立式、臥式立式、臥式按原動(dòng)機(jī)的類(lèi)型分：按原動(dòng)機(jī)的類(lèi)型分：汽輪發(fā)電機(jī)、水輪發(fā)電機(jī)、其他原動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)、水輪發(fā)電機(jī)、其他原動(dòng)機(jī)帶

3、動(dòng)的發(fā)電機(jī)機(jī)帶動(dòng)的發(fā)電機(jī)立式立式臥式臥式汽輪發(fā)電機(jī)勵(lì)勵(lì) 磁磁 機(jī)機(jī)發(fā)發(fā)電電機(jī)機(jī)汽汽輪輪機(jī)機(jī)國(guó)產(chǎn)世界最大容量全空冷式水輪發(fā)電機(jī)組就位龍灘水電站勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁機(jī)發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)水輪機(jī)水輪機(jī)12-2 同步電機(jī)的基本類(lèi)型與結(jié)構(gòu)1.汽輪發(fā)電機(jī)采用隱極式轉(zhuǎn)子，大多采用臥式結(jié)構(gòu)。采用隱極式轉(zhuǎn)子，大多采用臥式結(jié)構(gòu)。1-軸承座；軸承座；2-出水支座；出水支座；3-端蓋；端蓋；4-定子；定子；5-轉(zhuǎn)子；轉(zhuǎn)子；6-進(jìn)水口進(jìn)水口汽輪發(fā)電機(jī)汽輪發(fā)電機(jī)1）定子）定子由定子鐵心、定子繞組、機(jī)座等部分組成。由定子鐵心、定子繞組、機(jī)座等部分組成。 定子鐵心定子鐵心作用：主磁路的一部分，嵌放定子繞組。作用：主磁路的一部分，嵌放定子繞組。

4、構(gòu)成：構(gòu)成：0.5mm厚的硅鋼片疊裝而成。厚的硅鋼片疊裝而成。定子鐵心沖片定子鐵心沖片定子鐵心定子鐵心 定子繞組定子繞組作用：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，傳遞能量。作用：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，傳遞能量。構(gòu)成：絕緣扁銅線繞制而成構(gòu)成：絕緣扁銅線繞制而成(水內(nèi)冷電機(jī)采用空心導(dǎo)線水內(nèi)冷電機(jī)采用空心導(dǎo)線)。形式：三相雙層短矩疊繞組，形式：三相雙層短矩疊繞組，Y連接。連接。定子線圈定子線圈2）轉(zhuǎn)子）轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵心、勵(lì)磁繞組、護(hù)環(huán)、中心環(huán)、由轉(zhuǎn)子鐵心、勵(lì)磁繞組、護(hù)環(huán)、中心環(huán)、滑環(huán)及風(fēng)扇等部件組成?；h(huán)及風(fēng)扇等部件組成。 轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子鐵心作用：主磁路的一部分，嵌放勵(lì)磁繞組。作用：主磁路的一部分，嵌放勵(lì)磁繞組。構(gòu)成：用整塊具有良好導(dǎo)磁

5、性能和高機(jī)械強(qiáng)度的合金鋼鍛構(gòu)成：用整塊具有良好導(dǎo)磁性能和高機(jī)械強(qiáng)度的合金鋼鍛造而成，并與轉(zhuǎn)軸鍛成一個(gè)整體。造而成，并與轉(zhuǎn)軸鍛成一個(gè)整體。2）轉(zhuǎn)子）轉(zhuǎn)子 勵(lì)磁繞組勵(lì)磁繞組作用：建立主極磁場(chǎng)。作用：建立主極磁場(chǎng)。構(gòu)成：由扁銅線繞制成同心式繞組。構(gòu)成：由扁銅線繞制成同心式繞組。嵌裝完勵(lì)磁繞組后的轉(zhuǎn)子嵌裝完勵(lì)磁繞組后的轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組端部勵(lì)磁繞組端部 滑環(huán)（集電環(huán)）滑環(huán)（集電環(huán)） 護(hù)環(huán)和中心環(huán)護(hù)環(huán)和中心環(huán)作用：保護(hù)勵(lì)磁繞組的兩個(gè)端部，防止它因離心力的作用作用：保護(hù)勵(lì)磁繞組的兩個(gè)端部，防止它因離心力的作用而甩出。而甩出。構(gòu)成：構(gòu)成：非磁性合金鋼非磁性合金鋼。 中心環(huán)中心環(huán)作用：用于支持護(hù)環(huán)并阻止勵(lì)磁繞組沿軸

6、向移動(dòng)。作用：用于支持護(hù)環(huán)并阻止勵(lì)磁繞組沿軸向移動(dòng)。構(gòu)成：構(gòu)成：非磁性合金鋼非磁性合金鋼。作用：將作用：將勵(lì)磁繞組與勵(lì)磁電源連接起來(lái)勵(lì)磁繞組與勵(lì)磁電源連接起來(lái)。構(gòu)成：炭鋼。構(gòu)成：炭鋼。汽輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子風(fēng)扇風(fēng)扇護(hù)環(huán)護(hù)環(huán)中心環(huán)中心環(huán)護(hù)環(huán)護(hù)環(huán)3.水輪發(fā)電機(jī)采用凸極式轉(zhuǎn)子，大多采用立式結(jié)構(gòu)。采用凸極式轉(zhuǎn)子，大多采用立式結(jié)構(gòu)。立式水輪發(fā)電機(jī)按推力軸承安裝位置的不同，分為懸吊式和立式水輪發(fā)電機(jī)按推力軸承安裝位置的不同，分為懸吊式和傘式兩類(lèi)。傘式兩類(lèi)。懸吊式水輪發(fā)電機(jī)懸吊式水輪發(fā)電機(jī) 懸吊式懸吊式安裝方法：推力軸承裝在轉(zhuǎn)安裝方法：推力軸承裝在轉(zhuǎn)子上邊的機(jī)架上。子上邊的機(jī)架上。特點(diǎn)：機(jī)械穩(wěn)定性好，機(jī)組特點(diǎn)：機(jī)

7、械穩(wěn)定性好，機(jī)組的軸向高度大。的軸向高度大。適用對(duì)象：高速水輪發(fā)電機(jī)適用對(duì)象：高速水輪發(fā)電機(jī)（150r/min以上）。以上）。 傘式傘式安裝方法：安裝方法：推力軸承裝在轉(zhuǎn)子下邊的機(jī)架上。推力軸承裝在轉(zhuǎn)子下邊的機(jī)架上。特點(diǎn)：機(jī)械穩(wěn)定性差，機(jī)組的軸向高度小。特點(diǎn)：機(jī)械穩(wěn)定性差，機(jī)組的軸向高度小。適用對(duì)象：低速水輪發(fā)電機(jī)（適用對(duì)象：低速水輪發(fā)電機(jī)（150r/min以下）。以下）。傘式水輪發(fā)電機(jī)傘式水輪發(fā)電機(jī)1）定子）定子定子結(jié)構(gòu)與定子結(jié)構(gòu)與隱極同步電機(jī)隱極同步電機(jī)基本基本相同。相同。大容量的水輪發(fā)電機(jī)由于直徑很大，為便于運(yùn)輸，通常把大容量的水輪發(fā)電機(jī)由于直徑很大，為便于運(yùn)輸，通常把定子分成數(shù)瓣，運(yùn)到

8、工地后再拼成一個(gè)整體。定子分成數(shù)瓣，運(yùn)到工地后再拼成一個(gè)整體。水輪發(fā)電機(jī)定子水輪發(fā)電機(jī)定子的分段鐵心的分段鐵心2）轉(zhuǎn)子）轉(zhuǎn)子水輪發(fā)電機(jī)的水輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子由磁極、磁軛、勵(lì)磁繞組、集電環(huán)、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子由磁極、磁軛、勵(lì)磁繞組、集電環(huán)、轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子支架和阻尼繞組等部分構(gòu)成。軸、轉(zhuǎn)子支架和阻尼繞組等部分構(gòu)成。 磁極磁極作用：作用：轉(zhuǎn)子磁路的一部分轉(zhuǎn)子磁路的一部分，安裝勵(lì)磁繞組。，安裝勵(lì)磁繞組。構(gòu)成：構(gòu)成：由厚由厚11.5mm的鋼板沖成磁極沖片，疊壓而成。的鋼板沖成磁極沖片，疊壓而成。水輪發(fā)電機(jī)的水輪發(fā)電機(jī)的磁極裝配磁極裝配2）轉(zhuǎn)子）轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)子磁軛轉(zhuǎn)子磁軛作用：作用：固定磁極，構(gòu)成轉(zhuǎn)子磁路的一部分。固定磁極，構(gòu)成

9、轉(zhuǎn)子磁路的一部分。構(gòu)成：鑄鋼鑄成，或用沖片疊成。構(gòu)成：鑄鋼鑄成，或用沖片疊成。 勵(lì)磁繞組勵(lì)磁繞組作用：建立主極磁場(chǎng)。作用：建立主極磁場(chǎng)。構(gòu)成：構(gòu)成：由扁銅線由扁銅線繞制而成繞制而成，各勵(lì)磁繞組串聯(lián)后接到集電各勵(lì)磁繞組串聯(lián)后接到集電環(huán)上環(huán)上。2）轉(zhuǎn)子）轉(zhuǎn)子 阻尼繞組阻尼繞組作用：作用：在同步發(fā)電機(jī)中用于抑制轉(zhuǎn)子機(jī)械振蕩；在同步電在同步發(fā)電機(jī)中用于抑制轉(zhuǎn)子機(jī)械振蕩；在同步電動(dòng)機(jī)和同步補(bǔ)償機(jī)中用作起動(dòng)繞組。動(dòng)機(jī)和同步補(bǔ)償機(jī)中用作起動(dòng)繞組。構(gòu)成：構(gòu)成：由插入極靴阻尼槽中由插入極靴阻尼槽中的裸銅條和端環(huán)焊接而成。的裸銅條和端環(huán)焊接而成。 轉(zhuǎn)子支架轉(zhuǎn)子支架作用：轉(zhuǎn)軸和轉(zhuǎn)子磁軛的作用：轉(zhuǎn)軸和轉(zhuǎn)子磁軛的中間部分，中間部分，固定磁軛。固定磁軛。4.同步電機(jī)的額定值1）額定電壓額定電壓UN（V或或kV） 電機(jī)額定運(yùn)行時(shí)定子三相繞組上的線電壓。電機(jī)額定運(yùn)行時(shí)定子三相繞組上的線電壓。2）額定電流額定電流IN（A） 電機(jī)額定運(yùn)行時(shí)，流過(guò)定子繞組的線電流。電機(jī)額定運(yùn)行時(shí)，流過(guò)定子繞組的線電流。 3）額定功率額定功率PN（kW） 電機(jī)額定運(yùn)行時(shí)，輸出的有功功率。電機(jī)額定運(yùn)行時(shí)，輸出的有功功率。4）額定功率因數(shù)額定功率因數(shù)cos N電機(jī)額定運(yùn)行時(shí)，電樞繞組側(cè)的功率因數(shù)。電機(jī)額定運(yùn)行時(shí)，電樞繞組側(cè)的功率因數(shù)。5）額定效率額定效率