同步電機(jī)ppt課件(2)(已修改)
2025-01-26 11:14 本頁面
【正文】 第 3章 三相 同步電機(jī) 31 同步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和運行狀態(tài) 32 同步發(fā)電機(jī)的磁場 33 隱極同步發(fā)電機(jī)的基本電磁關(guān)系 34 凸極同步發(fā)電機(jī)的基本電磁關(guān)系 35 同步發(fā)電機(jī)的功率方程和轉(zhuǎn)矩方程 36 同步發(fā)電機(jī)的功角特性 37 三相同步電動機(jī) 38 永磁同步電機(jī)設(shè)計中的幾個問題 同步電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速是常值且與同步速相等，與負(fù)載的大小無關(guān)。 m in )/(60 rp fnn s ??同步電機(jī)主要用作 發(fā)電機(jī) ，也可以用作 電動機(jī) 和 補(bǔ)償機(jī) 。 31 同步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和運行 狀態(tài) 一、基本結(jié)構(gòu) ??? : 5m m :三相對稱繞組繞組的冷軋硅鋼片或鐵心定子 轉(zhuǎn)子 ??? 永磁勵磁電勵磁SNNNSSa) 隱極式 b) 凸極式 有明顯的凸出的磁極，氣隙不均勻，制作簡單。 適合于高速發(fā)電機(jī) 適合于低速發(fā)電機(jī) 轉(zhuǎn)子圓柱形，氣隙均勻，轉(zhuǎn)子機(jī)械強(qiáng)度高，勵磁繞組固定容易。 同步電機(jī)又分為 隱極式 和 凸極式 兩種 ????????同心式繞組。直流勵磁繞組整體或低碳鋼片迭成。，氣隙不均勻凸極整塊高強(qiáng)度合金鋼。氣隙均勻，隱極鐵心 : : : 電勵磁 永磁勵磁：表面式，嵌入式，內(nèi)置式。 NNNNSSSS永 磁 體轉(zhuǎn) 子 鐵 心轉(zhuǎn) 軸NNNNSSSS永 磁 體轉(zhuǎn) 子 鐵 心轉(zhuǎn) 軸?表面式結(jié)構(gòu) （ a） （ b） 表面式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu) 由于永磁體的磁導(dǎo)率與氣隙相近，表面式結(jié)構(gòu)的電機(jī)交、直軸磁路磁阻基本相同，因此是一種隱極式同步電動機(jī) 。 ?嵌入式結(jié)構(gòu) NNNNSSSS永 磁 體轉(zhuǎn) 子 鐵 心轉(zhuǎn) 軸 嵌入式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu) NNN NSSSS永 磁 體轉(zhuǎn) 子 鐵 心 轉(zhuǎn) 軸NNNNSSSS永 磁 體轉(zhuǎn) 子 鐵 心轉(zhuǎn) 軸隔 磁 襯 套?內(nèi)置式結(jié)構(gòu) （ a）永磁體徑向充磁； （ b）永磁體橫向充磁 內(nèi)置式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu) 在嵌入式和內(nèi)置式電機(jī)中，交、直軸磁路磁阻是不相等的。 二、同步電機(jī)的運行狀態(tài) 感應(yīng)電機(jī)的運行狀態(tài)時由轉(zhuǎn)差率 s決定的。 ????????? 1 0 1 0 電磁制動發(fā)電機(jī)電動機(jī)sss 同步電機(jī)： 轉(zhuǎn)子磁場同步速旋轉(zhuǎn) ：轉(zhuǎn)子通入直流勵磁電流，轉(zhuǎn)子在原動機(jī)拖動下以 ns旋轉(zhuǎn)。 定子磁場也以同步速旋轉(zhuǎn) ：定子三相對稱繞組在轉(zhuǎn)子磁場的作用下，產(chǎn)生三相對稱電動勢，接負(fù)載后流過三相對稱電流，并在氣隙中產(chǎn)生以同步速旋轉(zhuǎn)的磁動勢和磁場。 定轉(zhuǎn)、子磁場相對靜止，并相互作用，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換。 三種運行狀態(tài)是 由轉(zhuǎn)子磁場 B0與合成磁場 B?的相對位置決定。 aaf BBB B I BI??????????010 ??同步電機(jī)的三種運行狀態(tài) ：發(fā)電機(jī)，電動機(jī)，補(bǔ)償機(jī)。 δ轉(zhuǎn)子磁場軸線領(lǐng)先合成磁場軸線的夾角 — 功率角 δ 0時 ， Te為制動轉(zhuǎn)矩，原動機(jī)的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩與電磁轉(zhuǎn)矩 Te 平衡 。 轉(zhuǎn)子吸收機(jī)械功率，定子發(fā)出電功率。 Te δ ns 主極 S No N So 主極 a) 發(fā)電機(jī) ? 發(fā)電機(jī)運行狀態(tài) δ 0 時， Te為驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，帶動負(fù)載運行。 轉(zhuǎn)子輸出機(jī)械功率，定子吸收電功率 。 N So ? 電動機(jī)運行狀態(tài) δ c) 電動機(jī) S No ns Te δ = 0 時，不進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，僅發(fā)出或吸收無功功率，補(bǔ)償機(jī)。 ? 補(bǔ)償機(jī)運行狀態(tài) No S ns Te=0 N So b) 補(bǔ)償機(jī) 四、額定值 ? 額定電壓 UN 單位為 kV ? 額定電流 IN 單位為 A, kA ? 額定功率因數(shù) N?cos? 額定頻率 f N 單位為 Hz ? 額定轉(zhuǎn)速 n N單位為 r/min ? 額定溫升 θN ? 額定勵磁電流和電壓 IfN 、 UfN ? 額定容量 SN 或額定率 PN 單位為 kW, kVA 同步發(fā)電機(jī)的額定功率是指額定運行時，電樞繞組輸出的視在功率或有功功率 同步電動機(jī)的額定功率是指額定運行時，軸上輸出的機(jī)械功率 補(bǔ)償機(jī)的額定功率是指額定運行時，電樞繞組輸出的無功功率 32 同步發(fā)電機(jī)的磁場 一、空載運行 n s I f I = 0 空載磁場 ——主磁場 ??????????????對稱電動勢在三相繞組中感應(yīng)作用：轉(zhuǎn)子軛極身磁極電樞軛電樞齒路徑：氣隙主磁通 00 ???? B FI ff f 漏磁通??? I f 0110 ?w k f NE ?60spnf ?000000000 120220 0 EE EE EE CBA ?????? ???若主磁場 B0 在氣隙中正弦分布，且以同步速 ns旋轉(zhuǎn)，則在定子繞組中產(chǎn)生對稱三相電動勢： 空載電動勢，激磁電動勢 有效值： 頻率： 空載特性 空 載 特性氣隙線φU nφo,E oO I f o I f ,F fn s = c E0 = f (I f) Ff ∝ If E0 ∝ ?0 電機(jī)的磁化曲線 ? 0 = f (F f) 同步電機(jī)的空載特性 ? ?0較小時，磁路不飽和，空載曲線的下部是一條直線；隨 ?0的增大，鐵心逐漸飽和，空 載 曲線彎曲。 ? 氣隙線 ：不計鐵心磁阻的空載特性曲線。 ? 空載特性是同步電機(jī)的一條基本特性。 二、負(fù)載運行 接三相對稱負(fù)載 120 120 00000000???????????IIEI IEIIECCBBAA??????三相對稱電流????????????????? 35160 11 I kPN.F Pf n F Iwasa 基波合成磁動勢??B氣隙合成磁場?空載時，同步電機(jī)的 氣隙磁場 是由勵磁磁動勢所產(chǎn)生的 主磁場 B0。 )pnf( s60?空載磁場）電樞反應(yīng)磁場(0BB a? } (空載電動勢或激磁電動勢 ) 電樞反應(yīng) ：電樞磁動勢的基波對氣隙磁場的影響 ?電樞反應(yīng)使氣隙磁場空間位置發(fā)生變化，直接關(guān)系到電機(jī)的 機(jī)電能量轉(zhuǎn)換。 ?電樞反應(yīng)的去磁或增磁，對電機(jī)的運行性能產(chǎn)生影響 電樞反應(yīng)的性質(zhì)（ 交磁，去磁或增磁 ）取決于電樞磁動勢和主磁場在空間的相對位置。 這一相對位置決定于空載電動勢 和負(fù)載電流 的之間的相位差 ，稱為 內(nèi)功率因數(shù)角。 0E? I??o 一臺 2極同步發(fā)電機(jī) 定子三相對稱繞組以集中繞組表示 轉(zhuǎn)子勵磁繞組也以集中繞組表示。 （ 轉(zhuǎn)子直軸和交軸 ） 電
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1