发电机的原理和构造.ppt

2017/8/10
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发电机结构与工作原理
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概述
同步电机:交流旋转电机。
用途:主要作发电机用,也可作电动机带动具有恒速要求的机械,还可作调相机,向电力系统发出无功功率,用于改善电力系统的功率因数及调整电网电压。
现代发电厂中所发出的交流电能几乎全部是同步发电机发出,尽管目前有其他发电型式,如磁流体发电,太阳能发电等,但电力系统中仍是同步发电机占绝对优势。
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同步电机指电机转子的转速n与旋转磁场转速n1相同的交流电机。
同步电机的转速:n=60f1/p f1 --电网频率。
概述
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三相同步发电机的基本工作原理
同步发电机(synchronous generator)是将机械能转变为交流电能的设备。
在火电厂,发电机用汽轮机作原动机,称为汽轮发电机;在核电站是以核反应堆来代替火电站的锅炉,原动机仍然是汽轮机;
在水电厂,发电机用水轮机作原动机,称为水轮发电机;
有的地方用柴油机用作原动机,称为柴油发电机。
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S
N
n
If
三相同步发电机的基本工作原理
同步发电机基本工作原理:导体切割磁力线感应电动势。
转子:转动的部分,转子上有磁极和励磁绕组,产生磁场。
定子(又叫电枢):固定的部分,定子铁心上有齿和槽,槽内设置有绕组,是切割磁场的导体。
气隙:定转子之间有气隙。
动画
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三相同步发电机的基本工作原理
定子:有三相定子绕组,每相结构完全相同,它们在空间上互差120°电角度对称分布放置在定子铁心槽内。
转子:有p对磁极,磁极上有直流励磁绕组,当直流电流通过电刷和滑环流入转子绕组后,产生主磁通,主磁通由N极经气隙,定子铁心,再经气隙进入S极,构成主磁路。
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同步电机与异步电机的根本区别是旋转的转子通入直流电流励磁
转子通直流电流 If
励磁磁场Bf
电枢感应电势
随转子旋转
角速度ω
S
N
n
ea
三相对称负
载运行时
旋转基波
磁势Fa
三相对称电
枢电流 iabc
(同步电机)
eb
ec
If
三相同步发电机的基本工作原理
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定子外接负载,形成回路,有三相电流。
机械能转化为电能
定子绕组三相感应电势
三相同步发电机的基本工作原理
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交流电势频率f的确定
当转子为1对磁极时,转子旋转一周,定子绕组中感应电势变化一个周期;当同步发电机有p对极时,转子旋转一周,感应电势交变p个周期。
当转子转速为每分n转时,交变电势频率为:
三相同步发电机的基本工作原理
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交流电势频率f的确定
结论:同步发电机定子绕组感应电势的频率取决于它的极对数p和转子的转速n。
同步发电机极对数一定时,转速与电枢电势的频率有严格对应关系。
当电力系统频率f一定,发电机转速为恒定值,这是同步发电机的主要特点。
三相同步发电机的基本工作原理