电机结构图.doc

电机结构图
结构模型
◆同步发电机和其它类型的旋转电机一样,由固定的定子和可旋转的转子两大部分组成。一般分为转场式同步电机和转枢式同步电机。
◆,其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。
◆除了转场式同步电机外,还有转枢式同步电机,其磁极安装于定子上,而交流绕组分布于转子表面的槽内,这种同步电机的转子充当了电枢。图中用AX、BY、CZ三个在空间错开120电角度分布的线圈代表三相对称交流绕组。
工作原理
◆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。
◆感应电势有效值:由第11章可知,每相感应电势的有效值为
()
◆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
()
◆交变性与对称性:由于旋转磁场极性相间,使得感应电势的极性交变;由于电枢绕组的对称性,保证了感应电势的三相对称性。
同步转速
◆同步转速从供电品质考虑,由众多同步发电机并联构成的交流电网的频率应该是一个不变的值,这就要求发电机的频率应该和电网的频率一致。我国电网的频率为50Hz ,故有:
() ◆要使得发电机供给电网50Hz的工频电能,发电机的转速必须为某些固定值,这些固定值称为同步转速。例如2极电机的同步转速为3000r/min,4极电机的同步转速为1500r/min,依次类推。只有运行于同步转速,同步电机才能正常运行,这也是同步电机名称的由来。
运行方式
◆同步电机的主要运行方式有三种,即作为发电机、电动机和补偿机运行。作为发电机运行是同步电机最主要的运行方式,作为电动机运行是同步电机的另一种重要的运行方式。同步电动机的功率因数可以调节,在不要求调速的场合,应用大型同步电动机可以提高运行效率。近年来,小型同步电动机在变频调速系统中开始得到较多地应用。同步电机还可以接于电网作为同步补偿机。这时电机不带任何机械负载,靠调节转子中的励磁电流向电网发出所需的感性或者容性无功功率,以达到改善电网功率因数或者调节电网电压的目的。
定子
旋转电机
{
转子
{{
电磁部分
机械部分机械部分
电磁部分
转子:
◇电枢绕组◇电枢铁心◇换向器◇转轴、风扇
定子:
◇主磁极(励磁绕组主极铁心) ◇换向极(绕组和铁心) ◇机座◇端盖◇电刷装置
●定子的主要部件包括:
直流电机的定子由主磁极、机座、换向极、端盖和电刷装置等部件组成。
主磁极主磁极的作用是建立主磁场。绝大多数直流电机的主磁极不是用永久磁铁而是由
励磁绕组通以直流电流来建立磁场。主磁极由主磁极铁心和套装在铁心上的励磁绕组构成。主磁极铁心靠近转子一端的扩大的部分称为极靴,它的作用是使气隙磁阻减小,改善主磁极磁场分布,并使励磁绕组容易固定。为了减少转子转动时由于齿槽移动引起的铁耗,主磁极铁心采用1~。主磁极上装有励磁绕组,整个主磁极用螺杆固定在机座上。主磁极的个数一定是偶数,励磁绕组的连接必须使得相邻主磁极的极性按 N,S 极交替出现。
机座——机座有两个作用,一是作为主磁极的一部分,二是作为电机的结构框架。机座中作为磁通通路叠部分称为磁轭。机座一般用厚钢板弯成筒形以后焊成,或者用铸钢件(小型机座用铸铁件)制成。机座的两端装有端盖。
电刷装置——电刷装置是电枢电路的引出(或引入)装置,它由电刷,刷握,刷杆和连线等部分组成,右图所示,电刷是石墨或金属石墨组成的导电块,放在刷握内用弹簧以一定的压力按放在换向器的表面,旋转时与换向器表面形成滑动接触。刷握用螺钉夹紧在刷杆上。每一刷杆上的一排电刷组成一个电刷组,同极性的各刷杆用连线连在一起,再引到出线盒。刷杆装在可移动的刷杆座上,以便调整