文档介绍：第四篇同步电机
第12章同步电机的基本工作原理和主要结构
同步电机的基本工作原理:
我们有了前面对异步电动机的结构的认识,再这里我们就直接从同步电机的基本工作原理入手。
如图所示:
感应电势由电势的频率、电势的波形和电势的大小三个基本要素所决定。
同步电机的主要结构
与感应电机一样,同步电机也是由定子及转子两大部分所组成,定子上有三相交流绕组;转子上则有励磁绕组,通入直流电流后,能产生磁场。
定子:
同步电机的定子有时也称为电枢,由定子铁芯、电枢三相绕组、机座和端盖等部件所组成。
同步电机的定子铁芯是由硅钢片冲制后叠装而成。当大型同步电机冲片外圆的直径大于1m时,由于材料标准尺寸的限制,必须做成扇形冲片,然后按圆周拼合起来叠装而成。
如图所示:
转子:
同步电机的转子有两种结构型式,即凸极式和隐极式。这是根据定转子之间的气隙的分布情况来定义的。
见图:
1)凸极式:有上图可见,转子有明显的突出的磁极,气隙分布不均匀。
2)隐极式:转子作成圆柱形,气隙均匀分布。
区别:对于高速旋转的同步电机,在转子结构上,我们采用隐极式,而对于低速旋转的电机,由于转子的圆周速度较低,离心力较小,故采用制造简单、励磁绕组集中安放的凸极式结构。
大型同步发电机通常用汽轮机或水轮机作为原动机来拖动,故前者称为汽轮发电机,后者称为水轮发电机。
汽轮发电机:转速高,采用隐极式。
水论发电机:转速低,采用凸极式。
冷却问题简述:
在中、小型电机中,都采用空气作为冷却介质。当电机的容量很大时,电机内部的损耗及发热量迅速增加,冷却问题显得格外重要,此时必须加强通风或采用其他的冷却方式。
1)在大型汽轮发电机中,为了提高其冷却效率,往往用氢气冷却,是氢气与空气混合后,有爆炸危险,必须有一套控制设备来保证外界空气不会渗入到电机内部。
目前在更大容量的发电机中,可以采用导线内部直接冷却。例如采用空心导体(如图),冷却介质直接在导体中流通而把热量带走,这样能更有效地降低电机的温升。所采用的冷却介质一般有氢气及水等。
同步电机的额定值
同步电机的额定值有:
1)额定电压:是指在正常运行时,按照制造厂的规定,定子三相绕组上的线电压。电压的单位用V或kV表示。
2)额定电流:流过定子绕组的线电流。
3)额定功率:是指在正常运行时,电机的输出功率。
A:对于发电机而言:输出的是电功率。
B:对于电动机而言:输出的是机械功率。
单位是KW。
4. 相数m :一般m=3。
5. 额定频率:我国额定工业频率规定
=50Hz.
6)额定转速:额定转速即为电机的同步速,在一定极数及频率时,它的转速是定值。