第12章同步电机的基本类型与结构

1、第十二章 同步电机的基本类型与结构12-1 同步电机的用途同步电机的用途12-2 同步电机的基本类型与结构同步电机的基本类型与结构第十二章 同步电机的基本类型与结构 基本要求：基本要求：1.了解同步电机的基本类型了解同步电机的基本类型2.熟悉同步电机的基本结构熟悉同步电机的基本结构3.掌握同步电机的额定值掌握同步电机的额定值12-1 同步电机的用途2.同步电机的运行方式同步同步发电机：发电机：把机械能转换为交流电能，是同步电机把机械能转换为交流电能，是同步电机最主最主要的运行方式。要的运行方式。同步同步电动机：电动机：把交流电能转换为机械能，用于驱动恒速运把交流电能转换为机械能，用于驱动恒速运

2、转的大功率机械。转的大功率机械。同步同步补偿机：补偿机：专门用于电网的无功补偿，以提高电网的功专门用于电网的无功补偿，以提高电网的功率因数，改善供电性能。率因数，改善供电性能。1.同步电机的特点160 fnnp3.同步电机的基本类型按用途分：按用途分：发电机、电动机、补偿机发电机、电动机、补偿机按转子结构特点分：按转子结构特点分：隐极电机、凸极电机隐极电机、凸极电机N S+3 励磁励磁3 N S+励磁励磁隐极电机隐极电机凸极电机凸极电机按轴的安装方式分：按轴的安装方式分：立式、卧式立式、卧式按原动机的类型分：按原动机的类型分：汽轮发电机、水轮发电机、其他原动汽轮发电机、水轮发电机、其他原动机带

3、动的发电机机带动的发电机立式立式卧式卧式汽轮发电机励励 磁磁 机机发发电电机机汽汽轮轮机机国产世界最大容量全空冷式水轮发电机组就位龙滩水电站励磁机励磁机发电机发电机水轮机水轮机12-2 同步电机的基本类型与结构1.汽轮发电机采用隐极式转子，大多采用卧式结构。采用隐极式转子，大多采用卧式结构。1-轴承座；轴承座；2-出水支座；出水支座；3-端盖；端盖；4-定子；定子；5-转子；转子；6-进水口进水口汽轮发电机汽轮发电机1）定子）定子由定子铁心、定子绕组、机座等部分组成。由定子铁心、定子绕组、机座等部分组成。 定子铁心定子铁心作用：主磁路的一部分，嵌放定子绕组。作用：主磁路的一部分，嵌放定子绕组。

4、构成：构成：0.5mm厚的硅钢片叠装而成。厚的硅钢片叠装而成。定子铁心冲片定子铁心冲片定子铁心定子铁心 定子绕组定子绕组作用：感应电动势，传递能量。作用：感应电动势，传递能量。构成：绝缘扁铜线绕制而成构成：绝缘扁铜线绕制而成(水内冷电机采用空心导线水内冷电机采用空心导线)。形式：三相双层短矩叠绕组，形式：三相双层短矩叠绕组，Y连接。连接。定子线圈定子线圈2）转子）转子由转子铁心、励磁绕组、护环、中心环、由转子铁心、励磁绕组、护环、中心环、滑环及风扇等部件组成。滑环及风扇等部件组成。 转子铁心转子铁心作用：主磁路的一部分，嵌放励磁绕组。作用：主磁路的一部分，嵌放励磁绕组。构成：用整块具有良好导磁

5、性能和高机械强度的合金钢锻构成：用整块具有良好导磁性能和高机械强度的合金钢锻造而成，并与转轴锻成一个整体。造而成，并与转轴锻成一个整体。2）转子）转子 励磁绕组励磁绕组作用：建立主极磁场。作用：建立主极磁场。构成：由扁铜线绕制成同心式绕组。构成：由扁铜线绕制成同心式绕组。嵌装完励磁绕组后的转子嵌装完励磁绕组后的转子励磁绕组端部励磁绕组端部 滑环（集电环）滑环（集电环） 护环和中心环护环和中心环作用：保护励磁绕组的两个端部，防止它因离心力的作用作用：保护励磁绕组的两个端部，防止它因离心力的作用而甩出。而甩出。构成：构成：非磁性合金钢非磁性合金钢。 中心环中心环作用：用于支持护环并阻止励磁绕组沿轴

6、向移动。作用：用于支持护环并阻止励磁绕组沿轴向移动。构成：构成：非磁性合金钢非磁性合金钢。作用：将作用：将励磁绕组与励磁电源连接起来励磁绕组与励磁电源连接起来。构成：炭钢。构成：炭钢。汽轮发电机的转子风扇风扇护环护环中心环中心环护环护环3.水轮发电机采用凸极式转子，大多采用立式结构。采用凸极式转子，大多采用立式结构。立式水轮发电机按推力轴承安装位置的不同，分为悬吊式和立式水轮发电机按推力轴承安装位置的不同，分为悬吊式和伞式两类。伞式两类。悬吊式水轮发电机悬吊式水轮发电机 悬吊式悬吊式安装方法：推力轴承装在转安装方法：推力轴承装在转子上边的机架上。子上边的机架上。特点：机械稳定性好，机组特点：机

7、械稳定性好，机组的轴向高度大。的轴向高度大。适用对象：高速水轮发电机适用对象：高速水轮发电机（150r/min以上）。以上）。 伞式伞式安装方法：安装方法：推力轴承装在转子下边的机架上。推力轴承装在转子下边的机架上。特点：机械稳定性差，机组的轴向高度小。特点：机械稳定性差，机组的轴向高度小。适用对象：低速水轮发电机（适用对象：低速水轮发电机（150r/min以下）。以下）。伞式水轮发电机伞式水轮发电机1）定子）定子定子结构与定子结构与隐极同步电机隐极同步电机基本基本相同。相同。大容量的水轮发电机由于直径很大，为便于运输，通常把大容量的水轮发电机由于直径很大，为便于运输，通常把定子分成数瓣，运到

8、工地后再拼成一个整体。定子分成数瓣，运到工地后再拼成一个整体。水轮发电机定子水轮发电机定子的分段铁心的分段铁心2）转子）转子水轮发电机的水轮发电机的转子由磁极、磁轭、励磁绕组、集电环、转转子由磁极、磁轭、励磁绕组、集电环、转轴、转子支架和阻尼绕组等部分构成。轴、转子支架和阻尼绕组等部分构成。 磁极磁极作用：作用：转子磁路的一部分转子磁路的一部分，安装励磁绕组。，安装励磁绕组。构成：构成：由厚由厚11.5mm的钢板冲成磁极冲片，叠压而成。的钢板冲成磁极冲片，叠压而成。水轮发电机的水轮发电机的磁极装配磁极装配2）转子）转子 转子磁轭转子磁轭作用：作用：固定磁极，构成转子磁路的一部分。固定磁极，构成

9、转子磁路的一部分。构成：铸钢铸成，或用冲片叠成。构成：铸钢铸成，或用冲片叠成。 励磁绕组励磁绕组作用：建立主极磁场。作用：建立主极磁场。构成：构成：由扁铜线由扁铜线绕制而成绕制而成，各励磁绕组串联后接到集电各励磁绕组串联后接到集电环上环上。2）转子）转子 阻尼绕组阻尼绕组作用：作用：在同步发电机中用于抑制转子机械振荡；在同步电在同步发电机中用于抑制转子机械振荡；在同步电动机和同步补偿机中用作起动绕组。动机和同步补偿机中用作起动绕组。构成：构成：由插入极靴阻尼槽中由插入极靴阻尼槽中的裸铜条和端环焊接而成。的裸铜条和端环焊接而成。 转子支架转子支架作用：转轴和转子磁轭的作用：转轴和转子磁轭的中间部分，中间部分，固定磁轭。固定磁轭。4.同步电机的额定值1）额定电压额定电压UN（V或或kV） 电机额定运行时定子三相绕组上的线电压。电机额定运行时定子三相绕组上的线电压。2）额定电流额定电流IN（A） 电机额定运行时，流过定子绕组的线电流。电机额定运行时，流过定子绕组的线电流。 3）额定功率额定功率PN（kW） 电机额定运行时，输出的有功功率。电机额定运行时，输出的有功功率。4）额定功率因数额定功率因数cos N电机额定运行时，电枢绕组侧的功率因数。电机额定运行时，电枢绕组侧的功率因数。5）额定效率额定效率