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同步发电机的基本知识及结构及工作原理资料


励磁 调整器
自并励励磁系统
主发电机
起 励 电 源
电流互感器 励 磁 变 压 器 可控 整流器 电 压 互 感 器
励磁 调整器
一、同步发电机的基本工作原理

同步发电机的基本结构部件有定子铁芯、 定子三相对称绕组、转子铁芯和励磁绕 组。
励磁绕组中通以直流电流励磁,产生恒 定的磁场。当原动机拖动转子以转速n 旋转时,定子绕组导体将切割磁力线, 在定子绕组中将感应出交变电动势。

一、同步发电机的基本工作原理

当导体经过一对磁极,导体中的感应电
同步发电机的定子主要由定子铁芯、定子绕 组、机座、端盖、轴承等部件组成。 发电机的机座与端盖也称为电机外部壳体, 起着固定电机、保护内部构件以及支撑定子 绕组和铁芯的作用。 定子铁芯是电机的主要部件,它起着构成主 磁路和固定定子绕组的重要作用。 定子绕组又称电枢绕组,是发电机进行能量 转换的心脏部位。
三、同步发电机的冷却方式

空气冷

水氢氢:定子绕组—水内冷,转子绕组— 氢内冷,铁芯—氢冷却 双水内冷:定子绕组、转子绕组—水内冷, 铁芯—空气冷却 超导发电机


5.3 大型同步电机的基本系统
励磁系统是指为同步发电机提供可调励磁电 流所需设备组成的系统。 大型发电机励磁方式分为: – 它励励磁系统:由一台与发电机同轴的交 流发电机产生交流电,经整流变成直流电, 给发电机转子励磁。又分为静止半导体励 磁系统和旋转半导体励磁系统。 – 自并励励磁系统:将来自发电机机端的交 流电经变压器降压,再整流变成直流电, 作为发电机转子的励磁。

静止半导体励磁系统
交流副励磁机 起 励 电 源 交流主励磁机 静止硅 整流器 主发电机 电流互感器
自励 恒压器
可控 整流器
电 压 互 感 器
励磁 调整器
旋转半导体励磁系统
旋转部分
交流副励磁机 静止硅 交流主励磁机 整流器 主发电机 电流互感器
起 励 电 源
自励 恒压器
可控 整流器
电 压 互 感 器
第5章 同步发电机的 基本知识及结构


同步发电机的基本工作原理
大型同步发电机的结构
大型同步发电机的基本系统
火力发电厂的基本生产过程
烟囱
蒸汽管道 储煤场
汽轮机
发电机
升压站
输煤皮带
锅炉 江河或水库 冷凝器
冷却水
压水堆核电站工作原理
地热能发电原理
水力发电的基本过程
潮汐能发电
5.1 同步发电机的基本工作原理

一、同步发电机的基本工作原理
用途:同步电机主要作为发电机;作为电
动机一般用在恒速的低速大功率机械中;
亦可作同步补偿机,专门用来吸收和输送
无功功率。
一、 同步发电机的基本工作原理

同步电机的运行状态 电动机——把电能转换为机械能 补偿机——没有有功功率的转换,只发出 或吸收无功功率 发电机——把机械能转换为电能
三、同步发电机的铭牌

额定功率因数 cos N —指额定运行时电机 的功率因数 额定频率fN(Hz)— 指额定运行时电枢的频 率 额定转速nN(r/min)—指额定运行时电机 的转速,即为同步转速


3、额定值之间的关系:
PN 3UN I N cosN
5.2 大型同步发电机的结构
一、发电机的定子

隐极式同步电机的转子
隐极式同步电机的转子
隐极式同步电机的转子
隐极式同步电机的转子
凸极式同步电机的转子
卧式凸极同步电机 转子的典型结构
凸极式同步电机的转子
凸极式同步电机的转子
三峡电站

三峡70万机组左岸发电机由Alstom/ABB和 VGS联合体供货,右岸实现国产。采用推力 轴承置于下机架的三导轴承半伞式结构,由 转子、定子、上机架、下机架、推力轴承、 导轴承、空气冷却器和永磁机等部分组成。 额定容量 777.8MVA/700MW ,最大容量 840MVA,额定电压20kV,额定电流 22453A ,额定转速 75rpm ,推力轴承总负 荷 5520 吨,采用定子绕组水冷、转子空冷 的冷却方式,发电机总重量达 3443 吨,是 世界最大的水轮发电机。一台机组 1 小时发 电量约为 55 万度,足够 10 万户家庭用一天。
动势就变化了一个周波,若转子极对数
为P,转子旋转一周,导体感应电动势
就变化了P个周波,设转子转速为 n,则
感应电动势的频率为:f = pn/60。
一、同步发电机的基本工作原理

同时,当三相对称绕组接有三相对称负 载时,绕组中会有三相对称电流流通, 形成磁场,其合成磁动势是一个幅值恒 定的旋转磁动势,且转速决定于电流的 频率和磁极对数,即转速n1=60f1/p; 显然,转子的转速与气隙磁场的旋转速 度相等,所以称之为同步电机。
三峡电站

发电机定子机座外径达21.4米,在工厂制造完 成后,分数瓣运至工地,吊入机坑焊接拼装。
三峡电站吊 装重量最重 的部件,直 径18米,重 量超过1800 吨,安装间 隙只有3厘米。
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一、发电机的定子
一、发电机的定子
一、发电机的定子
一、发电机的定子
二、发电机的转子
发电机转子的作用是传递原动机供给的机械 转矩,支撑旋转的励磁线圈,形成良好的磁 通路径和转子散热通道。 发电机转子:转子铁芯、励磁绕组、护环、 中心环和阻尼绕组等组成。 转子铁芯分为隐极式和凸极式。 – 隐极式:气隙均匀,适于高速旋转,与汽 轮机组合; – 凸极式:气隙不均匀,旋转时阻力大,转 速低,与水轮机组合;
同步电机运行状态,主要取决于定子合 成磁动势与转子磁动势之间的夹角。
二、同步发电机的类型

按原动机的类型不同分:汽轮发电机、水 轮发电机等。 按转子结构不同分:凸极式和隐极式。



按安装方式不同分:卧式和立式。
按冷却介质不同分:空气冷却、氢气冷却、 水冷却。
三、同步发电机的铭牌
1、型号 例如:QFSN-200-2,TS-900/135-56 2、额定值 额定功率PN(MW) — 指额定运行时电机 的输出功率 额定电压UN (kV) —指额定运行时定子的 线电压 额定电流IN (A) —指额定运行时定子的 线电流
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