同步發(fā)電機(jī)的基本工作原理和結(jié)構(gòu)演示文稿

1、同步發(fā)電機(jī)的基本工作原理和結(jié)構(gòu)演示文稿第一頁，共二十二頁。優(yōu)選同步發(fā)電機(jī)的基本工作原理和結(jié)構(gòu)Ppt第二頁，共二十二頁。同步發(fā)動機(jī)工作原理圖第三頁，共二十二頁。11.1 同步發(fā)電機(jī)的工作原理、分類與額定值一、同步發(fā)電機(jī)的基本工作原理 定子：三相對稱繞組：U1-U2、V1-V2、W1-W2 轉(zhuǎn)子：磁極鐵心、勵磁繞組。 勵磁繞組通入直流電流，建立轉(zhuǎn)子磁場。 原動機(jī)拖動轉(zhuǎn)子以轉(zhuǎn)速 n 勻速旋轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)子磁場切割定子三相繞組，在三相繞組中感應(yīng)出交變電動勢。 由于定子三相繞組在空間位置上互差電角度，所以三相電動勢在時間上互差電角度。第四頁，共二十二頁。 1感應(yīng)電動勢的波形設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)子極弧形狀，使 B 沿氣

2、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)電動勢的頻率 極對數(shù) p123456 n（r/min）300015001000750600500為了發(fā)出50HZ交流電，同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速與極對數(shù)關(guān)系3三相電動勢的大小和相序大?。合嘈颍号c轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向一致，即相序由轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向決定。第五頁，共二十二頁。二、同步發(fā)電機(jī)的分類1按結(jié)構(gòu)型式分 隱極式 凸極式 旋轉(zhuǎn)磁極式 旋轉(zhuǎn)電樞式 旋轉(zhuǎn)電樞式（小容量同步電機(jī)采用）旋轉(zhuǎn)磁極式（大容量同步電機(jī)采用）隱極式（火電機(jī)組）凸極式（水電機(jī)組）第六頁，共二十二頁。 2按原動機(jī)類型分 2p =2，n=3000r/min；隱極轉(zhuǎn)子: 細(xì)長，臥式安裝；用在火力發(fā)

3、電廠中。 汽輪發(fā)電機(jī)：原動機(jī)為汽輪機(jī)。 特點(diǎn)：水輪發(fā)電機(jī)：原動機(jī)為水輪機(jī)。極數(shù)多，轉(zhuǎn)速低，幾十轉(zhuǎn)到數(shù)百轉(zhuǎn)；凸極轉(zhuǎn)子: 短粗，立式安裝；用在水力發(fā)電廠中。特點(diǎn)：柴油發(fā)電機(jī)：原動機(jī)為柴油機(jī)。n=5001500r/min；容量較??；主要作為自備電源、移動電源。特點(diǎn)：第七頁，共二十二頁。水輪發(fā)電機(jī)工作原理圖上游水水輪發(fā)電機(jī)下游水水輪機(jī)第八頁，共二十二頁。水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子水輪機(jī)轉(zhuǎn)軸第九頁，共二十二頁。同步發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖第十頁，共二十二頁。同步發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖第十一頁，共二十二頁。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

4、，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)。第十二頁，共二十二頁。三、同步發(fā)電機(jī)的額定值 1額定功率（kW、MW）：額定運(yùn)行時發(fā)電機(jī)的輸出電功率。2額定電壓（V、kV）：額定運(yùn)行時定子三相繞組上的線電壓。3額定電流（A、kA）：額定運(yùn)行時流過定子繞組的線電流。4. 額定頻率HZ 5額定功率因數(shù): 額定運(yùn)行時輸出有功功率和視在功率比值。 6. 額定轉(zhuǎn)速(r/

5、min): 額定運(yùn)行時的轉(zhuǎn)速，為同步轉(zhuǎn)速。額定值關(guān)系： 第十三頁，共二十二頁。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 第十四頁，共二十二頁。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 第十五頁，共二十二頁。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，由扁銅線繞制成型后，包以絕緣而成。 采用實(shí)心導(dǎo)線，空心與實(shí)心導(dǎo)線組合繞組，加強(qiáng)冷卻。機(jī)

6、座、端蓋、軸承、軸承座及電刷等。第十六頁，共二十二頁。三相繞組結(jié)構(gòu)示意圖第十七頁，共二十二頁。由轉(zhuǎn)子鐵心、勵磁繞組、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， 其余開口槽部分安放勵磁繞組。第十八頁，共二十二頁。由扁銅線繞成同心式繞組。槽內(nèi)導(dǎo)體靠槽楔壓緊，端部用合金鋼護(hù)環(huán)固定。2勵磁繞組3阻尼繞組 由銅條和端環(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； 在同步電動機(jī)和調(diào)相機(jī)中

7、，作為起動繞組。電刷和滑環(huán)將直流勵磁電流引入到轉(zhuǎn)子勵磁繞組中。4滑環(huán)(集電環(huán))第十九頁，共二十二頁。*11.3 同步發(fā)電機(jī)的勵磁系統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行時，轉(zhuǎn)子主磁場是由轉(zhuǎn)子勵磁繞組通入直流電流建立的。提供勵磁電流的裝置稱為勵磁系統(tǒng)。主要有三種： 一、直流勵磁機(jī)勵磁系統(tǒng)用直流發(fā)電機(jī)作為勵磁電源向同步發(fā)電機(jī)提供勵磁電流。主勵磁機(jī)（他勵直流發(fā)電機(jī)）供給同步發(fā)電機(jī)勵磁電流；副勵磁機(jī)（并勵直流發(fā)電機(jī)）供給主勵磁機(jī)勵磁電流。三者同軸旋轉(zhuǎn)第二十頁，共二十二頁。二、靜止半導(dǎo)體勵磁系統(tǒng)整流器是靜止的。分為：他勵式、自勵式。1他勵式發(fā)電機(jī)的勵磁，由主勵磁機(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。主勵磁機(jī)的勵磁，由副勵磁機(jī)（中頻同步發(fā)電機(jī)）發(fā)出的交流經(jīng)整流后供給。副勵磁機(jī)的勵磁，開始時由外部直流電源供給，待電壓建起后再轉(zhuǎn)為自勵。交流主勵磁機(jī)交流副勵磁機(jī)同 步 發(fā) 電 機(jī)同軸第二十一頁，共二十二頁。2自勵式發(fā)電機(jī)的勵磁電流，由勵磁變壓器取自自身輸出端, 經(jīng)三相可控硅整流變換為