第11章同步电机的基本理论与运行特性.pdf

第11章同步电机的基本理论与运行特性 回顾同步电机的原理 定子上嵌放有对称三 相绕组a-x、b-y 、c-z 转子绕组通以直流电 流形成分布磁场， 匝链定子上的各相绕 组。 设磁场在气隙中按正弦分布 原动机拖动，则为同步发电机 设转子以恒定速度旋转 定子绕组中所匝链的磁通按正弦 规律变化，其感应电势按正弦规 律变化。 由于各相匝数相等，从而各相电 势的大小相等，由于各相绕组空 间分布彼此相距120°，从而三 相电势时间相位差120°——满 足了三相电势对称要求。 当对称的三相电流流过对称的三相绕组时， 合成磁势为一旋转磁势 定子绕组磁势产生的气隙圆形 旋转磁场与转子励磁产生的磁 场有相同的极对数，磁极相互 吸引，驱动转子旋转—— 同步 电动机 一、同步电机的结构 同步电机的型式与构造 1. 基本构造型式 2. 汽轮机 3. 水轮机 基本构造型式 组成：固定的定子和可旋转的转子 分：磁极旋转式和电枢旋转式。 磁极旋转式—— 以电枢为定子，磁极为转子。 使磁极旋转，激磁电流通过集电环送入激磁绕 组。 旋转电枢式应用于小容量同步电机 磁极旋转式同步电机 定子、转子、气隙 定子——定子铁心的内圆均匀分布着定子槽，槽内嵌 放着按一定规律排列的三相对称交流绕组。这种同步 电机的定子又称为电枢，定子铁心和绕组又称为电枢 铁心和电枢绕组 转子——转子铁心上装有制成一定形状的成对磁极， 磁极上绕有励磁绕组，通以直流电流时，将会在电机 的气隙中形成极性相间的分布磁场，称为励磁磁场(也 称主磁场、转子磁场)。 气隙——气隙处于电枢内圆和转子磁极之间，气隙层 的厚度和形状对电机内部磁场的分布和同步电机的性 能有重大影响。 发电机原理示意 主磁场的建立：励磁绕组通以直流励磁电流，建立极性相间的励磁磁 场，即建立起主磁场。 载流导体：三相对称的电枢绕组充当功率绕组，成为感应电势或者感 应电流的载体。 切割运动：原动机拖动转子旋转（给电机输入机械能），极性相间的励 磁磁场随轴一起旋转并顺次切割定子各相绕组（相当于绕组的导体反向 切割励磁磁场）。 交变电势的产生：由于电枢绕组与主磁场之间的相对切割运动，电枢 绕组中将会感应出大小和方向按周期性变化的三相对称交变电势。通过 引出线，即可提供交流电源。 感应电势频率：感应电势的频率决定于同步电机的转速n 和极对数 p ，即 pn f