第01講同步電機原理和結構

第01講同步電機原理與結構1.同步電機概述2.同步發電機的工作原理3.同步發電機的結構4.同步發電機的銘牌數據

同步電機是一類非常重要的交流電機。同步電機主要作發電機，用來生產交流電能。同步發電機與配套的原動機一起構成發電機機組。同步電機有三種運行方式：發電機、電動機、補償機本篇主要講述：

原理與結構

基本理論

并網運行

同步電動機

不正常運行1.同步電機概述2.同步發電機的工作原理定子：圓筒形鐵心＋三相對稱交流繞組轉子：磁極＋直流勵磁繞組或永久磁鐵定轉子之間:氣隙對電機磁場分布和性能有重大影響。

除了轉場式同步電機外,還有轉樞式同步電機。一、同步電機的模型圖+－NSNS二、同步發電機工作原理NSAXBYCZ同步發電機工作原理勵磁繞組直流電，建立主磁場。

原動機拖動轉子及主磁場隨軸旋轉，電樞各相繞組順次切割主磁場。電樞繞組中將感應出大小和方向按周期性變化的三相對稱

交變電勢。通過引出線，即可提供交流電源。感應電勢有效值:感應電勢頻率:三、同步轉速電網的頻率不變，我國為50Hz，故轉子的轉速為:四、同步電機運行方式發電機、電動機、補償機16－2

同步電機型式和結構一、兩種轉子型式

定子結構與異步電機相似，轉子結構有著自己的特點。根據原動機的特點，轉子制成兩種型式與之配套。1.凸極式AXBYCZNS2.隱極式二、汽輪發電機定子鐵心：疊片結構：圓形或扇形沖片。機座：由鋼板焊接而成。定子繞組：要有足夠的絕緣強度。轉子：采用隱極式。轉子表面槽內放置勵磁繞組。極數多-直徑大-軸向長度短-立式。定子鐵心由扇形硅鋼片拼疊,有徑向通風溝。轉子采用凸極式，磁極由厚度為1～2mm的鋼片疊成，阻尼繞組(起動繞組)抑制短路電流和減弱電機振蕩，磁極與磁極軛部采用T形或鴿尾形連接。三、水輪發電機勵磁繞組轉子鐵心磁極鐵心阻尼繞組凸極式轉子隱極式轉子正在加工的大型同步發電機定子機座汽輪發電機插轉子水輪發電機轉子吊裝四、同步發電機的勵磁方式獲得勵磁電流的方法稱為勵磁方式。目前采用的勵磁方式直流勵磁機勵磁方式：用直流發電機作為勵磁電源。交流勵磁機勵磁方式：用交流勵磁機作為勵磁電流。靜止勵磁方式：自并勵、諧波勵磁等。1直流勵磁機勵磁方式直流勵磁機勵磁方式按勵磁機供電方式的不同分為自勵式和他勵式。TFZF勵磁機主發電機自動勵磁調節器自勵式直流勵磁機勵磁系統TFZF主勵磁機主發電機自動勵磁調節器他勵式直流勵磁機勵磁系統ZF副勵磁機2.交流勵磁機勵磁方式交流勵磁機勵磁方式也分為自勵和他勵。但多采用他勵即“三機方式”。按整流器是否旋轉又分為靜止整流器勵磁方式和旋轉整流器勵磁方式(無刷勵磁方式)。TF副勵磁機主勵磁機主發電機TFTF電壓調整器自勵恒壓器電流互感器電壓互感器靜止整流器勵磁系統TF副勵磁機主勵磁機主發電機TFTF電壓調整器自勵恒壓器電流互感器電壓互感器SN旋轉整流器(無刷)勵磁系統3靜止勵磁方式TF自動勵磁調節器起勵元件起勵電源滑環勵磁變壓器整流自并勵勵磁系統16－3同步電機的銘牌一、同步發電機銘牌值額定容量SN

：指電機輸出功率的保證值。額定電壓UN

：指額定運行時定子輸出端的線電壓。額定電流IN

：指額定運行時定子的線電流。額定功率因數cosjN:額定運行時電機的功率因數。額定頻率fN：額定運行時電機電樞端電能的頻率，我國標準頻率為50Hz。額定轉速nN

：額定運行時電機的轉速，即同步轉速。同步電機銘牌上還有額定負載時的溫升tN

、勵磁容量PfN

和勵磁電壓UfN

等。二、同步電機型號汽輪發電機有QFQ、QFN、QFS等系列，前兩個字母表示汽輪發電機；第三個字母表示冷卻方式，Q表示氫外冷，N表示氫內冷，S表示雙水內冷。大型水輪發電機為TS系列，T表示同步，S表示水輪。舉例：

QFS-300-2:表示容量為300MW雙水內冷2極汽輪發電機。

TSS1264/160-48:雙水內冷水輪發電機，定子外徑1264cm，鐵心長160cm，極數為48。同步電動機系列有TD、TDL等，TD表示同步電動機，后