第五章同步电机.pptVIP

第五章 同步电机及控制电机;同步电机主要用途： 主要作为发电机使用,工农业的交流电几乎全由同步发电机发出。 作为电动机使用，在不要求调速的大功率生产机械中使用较多。 作为同步补偿机使用（又称为调相机），专门向电网发出感性和容性无功功率，满足电网对无功功率的要求。;5.1.1三相同步电机的基本结构;同步电机结构模型;定子包括：定子铁心、电枢绕组、机座、端盖。 1、定子铁心 铁心由厚度为0.35或0.5mm的电工钢片叠成 小型电机的定子钢片可以整块冲成 定子铁心的外径较大时，每层钢片常由若干 块扇形片组合而成。 2、定子的机座 常由钢板焊接而成 与外壳和端盖构成仅与风室沟通的密闭系统;3、端盖 常用非磁性材料铸造而成 一般制成左右两半 4、定子绕组 一般均采用双层三相对称绕组 定子槽型均系矩形开口槽：为了便于绕组下线 表面涂防晕漆;转子包括：转子铁心、转子绕组、滑环和转轴。;第五章同步电机;（2）隐极式 没有明显的极，转子为一圆柱体，工艺复杂，机 械强度高。 圆周上铣有槽和齿 槽的部分约占圆周的2/3 激磁绕组为一分布绕组，嵌入槽中 极数较少，转速较高时，应用隐极式转子 当极对数P≥3时，由于构造上的困难，都 用凸极式 转子 ;第五章同步电机; 转子直径限制在1m左右 受到转子材料机械强度的限制 增大电机容量： 就只能增加转子的长度 转子材料的要求极高 采用含铬、镍和钼的特种合金钢 构造：整块式和组合式两种; 转子本体（中间最粗部分） 表面用铣床铣出径向的槽，激磁绕组即分布于这些槽中，槽口用槽楔封住。 由于转速高，离心力大，槽楔必须有足够的机械强度，并且不导磁，故一般采用铝青铜或硬铝等合金材料制成。;两极汽轮发电机的转子剖面图; 转子绕组 转子绕组用矩形截面的导体绕制 转轴 转轴经联轴器与汽轮机相联的一端为汽机端 转轴经联轴器与励磁机相连的另一端为励磁机端 转速较快，转轴需要极好的平衡;第五章同步电机; 汽轮发电机都为隐极式 汽轮机高速时较为经济 一般都为两极机，转速为3000r/min 水轮发电机都为凸极式 水??机转速较低 转速为每分钟十转至数百转，依水头高低、 流量大小而定 水轮发电机的极数就很多; 同步电机有较大的空气隙 0.5～0.8左右 激磁电流由其他电源供给;5.1.2三相同步发电机;1、基本工作原理;C、f为电动势的频率。;（2）负载运行; 负载时定子中通以电流产生了电枢磁场，电枢磁场使气隙磁场发生变化的作用称为电枢反应。这时的气隙磁场是电枢磁场和转子磁场合成的旋转磁场。;Xs为同步电抗包括电枢反映感抗和电枢漏感抗。;;例5.1.1 某三相六极同步发电机的额定电压为400v，额定容量为15kvA，频率为50Hz，同步电抗Xs=6欧姆，功率因数为0.8（滞后），电枢绕组星形联接。试求：①转速；②每相绕组的空载电动势和功率角。;第五章同步电机;第五章同步电机;例：一台三相Y形连接的隐极同步发电机，每相电抗为2欧姆，每相电阻为0.1欧姆，当容量为500kvA，cosφ=0.8（滞后）时，端电压为2300v，求气隙磁场在一相绕组中产生的电动势。;I;2、三相同步发电机的特性;空载特性可通过磁路计算或实验测得 空载特性的实验测定 同步电机用原动机拖动，且保持额定转速不变 调节可变电阻，多次测激磁电流If和定子绕组的电势 E0的值。 在测量空载特性时，应使激磁电流顺着一个方向改变， 不能忽增忽减。 ;第五章同步电机;第五章同步电机; 对于已经激磁过的电机 由于存在剩磁，上述实验不能测得过原点的空载 特性曲线0a 为此，规定用下降曲线来表示空载特性;空载特性曲线的校正; 典型的空载特性 空载特性彼此是非常相近的,不论电机容量的大 小、电压的高低。 与典型的空载特性相比较，判断该电机的磁路过 于饱和或材料是否充分利用。 空载试验还可检验励磁系统的工作情况，电枢绕 组连接是否正确。;（2）外特性;（3）;电感性;3、同步发电机的励磁方式;励磁方式：;5.1.3三相同步电动机;运行时各相电枢绕组中的磁通是转子绕组产生的磁通、电枢绕组产生的磁通和电枢漏磁通合成的结果。感应的电动势关 系为：;θ;2、同步电机与异步电机的比较;3、三相同步电动机的运行特性;（2）工作特性;（3）功率因数的调节;4、三相同步电动机的起动;5.2 控制电机;1、伺服电动机;3、微型同步电动机;5.2.2步进电动机;1、步进电动机的结构、工作原理和运行方式;结构;工作原理;2、步距角和转速;（2）转子转速