电机学同步电机结构-精选.ppt

电机学同步电机结构-精选
适用于年终总结/工作计划/述职报告/策划方案等
2020
同步电机的基本特点：n=n1
n1=60f1/P，f1电网频率
同步电机的用途：主要作发电机；电动机；同步调相机。
主要介绍同步电机的结构、分析路径)
主极铁心→气隙→电枢齿→电枢磁轭→电枢齿→气隙→另一主极铁心→转子磁轭。
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凸极同步电机的空载磁势
励磁绕组为集中绕组，磁势波为矩形波
对于凸极发电机来说，由于定转子间的气隙沿整个电枢圆周分布不均匀，极面下气隙较小，磁阻较小；极间气隙较大，极间磁阻很大。同一个极面下，气隙径向磁通密度的分布近似于平顶的帽形。极靴以外的气隙磁通密度减少很快，相邻两极中线上的磁通密度为零。
气隙磁密用付立叶谐波分析分解出空间基波和一系列谐波。
A
X
B
C
Y
z
+A
+A
0
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感应电势的波形和大小与气隙磁密的分布形状及幅值大小紧密相关。
在设计和制造电机时，应采取适当的措施，以获得尽可能接近正弦分布的气隙磁密，从而得到较高品质的感应电势。
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二．空载特性
1. 空载感应电势的大小与频率
n
基波电动势：
E0=
0 ：磁极的基波每极磁通。
W：每相定子绕组串联匝数。
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2．空载特性：
当转子以恒定转速n旋转时，
为磁路的磁化特性
与
曲线相似(成比例)
( )
c
1
d
0
If(Ff)
一般将发电机的空载额定电压设计于弯曲部分C点
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气隙线:将空载特性的直线部分延长得线段2，称为气隙线。
( )
a
b
c
1
2
n
g
d
0
Ff0
F
设oa代表额定电压， 则ac为产生额定电压所需磁势:
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( )
a
b
c
1
2
n
g
d
0
Ff0
F
ab=F：不计饱和时产生oa电压所需磁势，称为气隙磁势。
bc=FFe：由于饱和，使得产生oa电压的磁势增大的部分， FFe用以克服铁心磁阻所需磁势。且FFe铁心越饱和越大。
c'
当E0=UN 时：
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a
b
c
1
n
g
d
0
If(Ff)
Ff0
F
电机运行于曲线刚好弯曲除：
1、充分利用材料；
2、不会过分饱和;
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空载特性的工程应用
① 将设计好的电机的空载特性与常规空载特性相比较，如果两者接近，说明电机设计合理，反之，则说明该电机的磁路过于饱和或者材料没有充分利用。
如太饱和，将使励磁绕组用铜过多，且电压调节困难
如饱和度太低，则负载变化时电压变化较大，且铁心利用率较低，铁心耗材较多
②结合短路特性可以求取同步电机的参数。
③发电厂通过测取空载特性来判断三相绕组的对称性以及励磁系统的故障。
必须掌握（*）
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三、对空载电势的要求
①三相对称。
②频率恒定。
③波形接近正弦。
④有一定幅值。
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16-5 对称负载时的电枢反应Armature reaction of synchronous generator
电枢反应
概念：内功率因数角ψ
不同情况电枢反应分析
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1、电枢反应的定义：
电枢反应：电枢电流产生的磁动势对励磁磁场的影响
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磁势分析
1、定子三相对称绕组中对称三相电流产生基波电Fa枢磁势
（1） 大小：
（2） 转速： (r/min)
（3） 转向：沿通电相序A、B、C的方向，它与转子转向相同
（4）极对数：和转子极对数Ｐ相同，决定于绕组的节距y
2、转子绕组通入直流产生每极基波励磁磁势Ff1
（1） 大小：
（2） 转速：和转子转速一样为同步速
（3） 转向：和转子转向一致
（4） 极对数：和转子磁极的极对数相同
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励磁磁势和电枢磁势的区别
基波波形
大小
位置
转速
励磁磁势
正弦波
恒定，由励磁电流决定
由转子位置决定
由原动机的转速决定
电枢反应磁势
正弦波
恒定，由电