第六章 同步電機(jī)穩(wěn)態(tài)分析

1、南通大學(xué)教案用紙電氣工程學(xué)院周暉1第六章第六章同步電機(jī)的穩(wěn)態(tài)分析同步電機(jī)的穩(wěn)態(tài)分析前言前言：①同步電機(jī)是一種交流電機(jī)，主要作發(fā)電機(jī)使用；也可作電動(dòng)機(jī)和調(diào)相機(jī)（專門用于電網(wǎng)的無(wú)功補(bǔ)償）使用；②同步電機(jī)定義：同步電機(jī)轉(zhuǎn)速n與定子電流頻率f和極對(duì)數(shù)p保持嚴(yán)格不變的關(guān)系，即；pfn60?③主要內(nèi)容：電樞反應(yīng)；有功和無(wú)功調(diào)節(jié)；并聯(lián)運(yùn)行；不對(duì)稱和突然短路6.1同步發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和運(yùn)行狀態(tài)1.旋轉(zhuǎn)磁極式定子放置三相交流繞組轉(zhuǎn)子放置勵(lì)磁繞組(主磁極)

2、凸極式隱極式2旋轉(zhuǎn)電樞式定子放置勵(lì)磁繞組(主磁極)轉(zhuǎn)子放置三相交流繞組(需三個(gè)滑環(huán)引出或引入三相電流)一、同步電機(jī)基本結(jié)構(gòu)(一)隱極同步電機(jī)(以汽論發(fā)電機(jī)為例)特點(diǎn):轉(zhuǎn)速高為保證頻率f=50Hz則發(fā)電機(jī)的極對(duì)數(shù)P少(一般為二極2P=2)離心力大需細(xì)長(zhǎng)轉(zhuǎn)子(隱極式)0.5mm硅鋼片疊壓而成定子鐵心大型電機(jī)由扇型片拼成圓形1.定子矩形開口槽徑向軸向通風(fēng)道定子繞組三相雙層繞組扁銅線繞制而成采用成型線圈外殼用鋼板焊接而成2.轉(zhuǎn)子(1)由合金鋼鍛

3、成與轉(zhuǎn)軸制成一個(gè)整體外園開槽大齒和小齒(2)勵(lì)磁繞組為同心式繞組(3)采用高強(qiáng)度鋁合金槽楔端部采用保護(hù)環(huán)固定3.滑環(huán)(集電環(huán))與電刷裝置(二)凸極同步電機(jī)(以水輪發(fā)電機(jī)為例)特點(diǎn):轉(zhuǎn)速低為保證f=50Hz則需發(fā)電機(jī)的極對(duì)數(shù)P增大為保證放置P對(duì)磁極則需轉(zhuǎn)子的直徑大.1.定子:定子鐵心硅鋼片疊成直徑可達(dá)20多米矩形開口槽.定子繞組雙層繞組2.轉(zhuǎn)子:凸極式鐵心由厚鋼板疊成勵(lì)磁繞組由扁銅線繞制而成南通大學(xué)教案用紙電氣工程學(xué)院周暉3副勵(lì)磁機(jī)(并勵(lì)

4、直流發(fā)電機(jī))→主勵(lì)磁機(jī)(他勵(lì)直流發(fā)電機(jī))→同步發(fā)電機(jī)一般勵(lì)磁機(jī)與同步發(fā)電機(jī)同軸特點(diǎn):采用獨(dú)立電源(直流發(fā)電機(jī))與交流電網(wǎng)沒(méi)關(guān)系運(yùn)行可靠.2.靜止整流器勵(lì)磁(1)他勵(lì)式靜止流器勵(lì)磁系統(tǒng)副勵(lì)磁機(jī)(中頻三相同步發(fā)電機(jī))(電磁式或永磁式)→主勵(lì)磁機(jī)(三相同步發(fā)電機(jī))→同步發(fā)電機(jī)───────────────┛特點(diǎn):①副勵(lì)磁機(jī)先他勵(lì)待建立電壓后改為他勵(lì)①自動(dòng)電壓調(diào)整器可根據(jù)主發(fā)電機(jī)端電壓的偏差自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁電流②整流器均在電機(jī)外(靜止).(2)自勵(lì)

5、式靜止整流器勵(lì)磁系統(tǒng)特點(diǎn):(1)取消勵(lì)磁機(jī)(3)勵(lì)磁電流由電網(wǎng)或主發(fā)電機(jī)提供3.旋轉(zhuǎn)整流器勵(lì)磁(無(wú)觸點(diǎn)式或無(wú)刷勵(lì)磁)副勵(lì)磁機(jī)(永磁式三相同步發(fā)電機(jī))→主勵(lì)磁機(jī)(旋轉(zhuǎn)電樞式)→主發(fā)電機(jī)┕──────────────┛特點(diǎn):(1)主勵(lì)磁為旋轉(zhuǎn)電樞式(2)采用旋轉(zhuǎn)整流器4.三次諧波勵(lì)磁特點(diǎn):(1)發(fā)電機(jī)定子嵌入三次諧波繞組(2)將三次諧波電壓整流后→主發(fā)電機(jī)勵(lì)磁(3)自勵(lì)恒壓(負(fù)載電流↑→電樞反應(yīng)↑→波形畸變↑→φ3↑→E3↑→I3↑→If↑