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(zhuān)門(mén)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(chēng)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(kāi)口槽徑向軸向通風(fēng)道定子繞組三相雙層繞組扁銅線(xiàn)繞制而成采用成型線(xiàn)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(kāi)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(kāi)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(xiàn)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↑