第九章 三相同步电机（课件）- 《变压器与电动机》同步教学（劳保版）

一、三相同步发电机的基本结构 同步电机的外形结构 §9—1　三相同步发电机的基本工作原理 三相同步发电机是由定子和转子两部分组成。 三相同步发电机定子也称为电枢,主要由定子铁心、定子绕组、机座、端盖和轴承部件组成。 三相同步发电机的转子主要由转子铁心、励磁绕组、集电环、风扇和转轴等组成。 第九章 三相同步电机 同步发电机基本结构 第九章 三相同步电机 二、三相同步发电机的基本工作原理 同步电机是根据导体切割磁力线感应电动势这一基本原理工作的。 同步发电机的工作原理图 主要特点： 同步发电机极对数P一定时，转速n与电枢电动势的频率f间具有严格不变的关系，即当电力系统频率f一定时，电机的转速n=60f/P为恒值。 汽轮发电机转速较高，极对数少；水轮发电机转速较低，极对数较多。 第九章 三相同步电机 三、汽轮发电机和水轮发电机简介 汽轮发电机 水轮发电机 第九章 三相同步电机 正在吊装的三峡电站水轮发电机组转子图片 三峡电站厂房内景图片 三峡水电机组 第九章 三相同步电机 §9—2　同步发电机的励磁方式和并联运行 一、同步发电机的励磁方式简述 同步发电机的励磁方式就是指直流励磁电流的产生及流进励磁绕组的方式。 第九章 三相同步电机 直流 励磁 机励 磁 整 流 器 励 磁 系 统 励 磁 静止 整流 器励 磁 旋转 整流 器励 磁 同步发电机励磁方式 第九章 三相同步电机 二、同步发电机并联运行 1.同步发电机并联运行的优点 (1)提高了供电的可靠性 (2)提高了发电厂的运行效率 2.同步发电机并联运行的条件 (1)发电机的相序与电网的相序一致。 (2)发电机电压的有效值、极性与电网电压的有效值、极性相等，且相位相同。 (3)发电机的频率与电网的频率相同。 同步指示器灯光熄灭 法接线图 第九章 三相同步电机 §9—3　同步电动机的工作原理和启动方法 一、同步电动机的工作原理 1.同步电动机转动原理 同步电动机中旋转磁场与 转子磁场示意图 当同步电动机接到三相电源上，对称三相定子绕组通入三相对称交流电流后，在气隙中将产生旋转磁场，其转速为同步转速,旋转方向由电源相序决定。 同步电动机的励磁绕组通过集电环和电刷接到励磁电源上，流入直流电流后，产生转子磁极。 第九章 三相同步电机 2.失步现象 旋转磁场磁极轴线与转子磁极轴线之间夹角θ 只有在0°<θ<90°时，同步电动机才能拖动负载正常工作。 当负载过大时，会使θ大于90°，同步电动机不能产生拖动性质的电磁转矩，转子转速要逐步下降，直至为零，发生同步电动机失步。发生失步现象时，同步电动机的定子电流会迅速上升，应尽快切断电源，以免损坏电动机。 由于θ的大小与同步电动机所带负载大小有关，同步电动机产生的电磁功率也就和θ 的大小有关，所以称θ 为功角。 第九章 三相同步电机 二、同步电动机的启动 启动方法有： 辅助电动机启动法（已基本不用） 调频启动法 异步启动法（最常用） 同步电动机异步起动电路图 第九章 三相同步电机 电压平衡方程式: 一、同步电动机的电压平衡方程式 同步电动机定子绕组等效电路图 §9—4　同步电动机功率因数的调整、同步补偿机 二、同步电动机的电磁功率 同步电动机的电磁功率：Pem=KE0sinθ 第九章 三相同步电机 12 三、同步电动机功率因数的调整 等效电路的相量图 第九章 三相同步电机 正常励磁 U和I同相位，φ=0，cos φ=1，无功功率为零 第九章 三相同步电机 过励磁 E0增大时，I超前U一个φ角，同步电动机为感性负载，对电网不利 第九章 三相同步电机 欠励磁 E0减小时，I落后U一个φ角，同步电动机为容性负载，可中和电网中的感性负载，提高电网功率因数 第九章 三相同步电机 四、同步补偿机 当电动机不输出有功功率时： 同步补偿机相量图 同步补偿机——不带任何机械负载，专门在过励状态下空载运行，只向电网输出容性无功功率的同步电动机，也称为同步调相机。 E0sinφ≈0，UIcosφ≈0，即有：φ≈0 ，φ≈90º 第九章 三相同步电机 $$