东北电力大学电气工程学院：《电机学》第六章 同步电机

6.1同步电机的 基本结构和运行 状态 62空载和 负载时同步发 电机的磁场 第六章 6.3隐极同 步发电机的电 同步电机 压方程、相量 图和等效电路 6.4凸极同 步发电机的电 压方程和相量 图 65同步发 电机的功率方 程和转矩方程 6.6同步电机 参数的测定 6.7同步发电机的运行特性 东北电力大

第六章 同步电机 6.1 同步电机的 基本结构和运行 状态 6.2 空载和 负载时同步发 电机的磁场 6.3 隐极同 步发电机的电 压方程、相量 图和等效电路 6.4 凸极同 步发电机的电 压方程和相量 图 6.5 同步发 电机的功率方 程和转矩方程 6.6 同步电机 参数的测定 6.7 同步发电机的运行特性 东北电力大学 电气工程学院

HOME 6.1同步电杌的基本笠构和透行状蹇 、同步电机的基本结构 r旋转电枢式 同步电机 隐极式 (Salient-pole) 旋转磁极式 凸极式 Cylindrical-Rotor

6.1 同步电机的基本结构和运行状态 同步电机 一、同步电机的基本结构 旋转电枢式 旋转磁极式 隐极式 （Salient-pole） 凸极式 （Cylindrical-Rotor）

HOME 6.1同步电杌的基本笠构和透行状蹇 、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 同步电机运行状态,主要取决于定子合成磁场 与转子主磁场之间的夹角δ,δ称为功率角

二、同步电机的运行状态 发电机——把机械能转换为电能 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 同步电机运行状态，主要取决于定子合成磁场 与转子主磁场之间的夹角δ，δ称为功率角 6.1 同步电机的基本结构和运行状态

HOME 6.1同步电杌的基本笠构和透行状蹇 三、同步电机的励磁方式 直流励磁机励磁——直流励磁机通常与同步发电机 同轴,采用并励或他励接法。 如图6-8际示 静止式如图6-9 整流器励磁—· 旋转式

三、同步电机的励磁方式 直流励磁机励磁——直流励磁机通常与同步发电机 同轴，采用并励或他励接法。 如图6—8所示 整流器励磁———— 静止式——如图6-9 旋转式 6.1 同步电机的基本结构和运行状态

HOME 6.1同步电杌的基本笠构和透行状蹇 四、额定值 额定容S—指额定运行时电机的输辅出功率 额定电压UN指额定运行时定子的线电压 额定电流Ⅰ—指额定运行时定子的线电流 额定功率因数—指额定运行时电机的功率因数 额定频率f—指额定运行时电枢的频率 额定转速n指额定运行时电机的转速,即为 同步转速 返回

⚫ 额 定 容 SN —— 指额定运行时电机的输辅出功率 ⚫ 额定电压UN ——指额定运行时定子的线电压 ⚫ 额定电流IN ——指额定运行时定子的线电流 ⚫ 额定功率因数——指额定运行时电机的功率因数 ⚫ 额定频率fN —— 指额定运行时电枢的频率 ⚫ 额定转速nN ——指额定运行时电机的转速，即为 ⚫ 同步转速 四、额定值 6.1 同步电机的基本结构和运行状态 返回

HOME 62空载和歉时同步放宅机的磁场 、空载运行 空载运行时,同步电机内仅有由励磁电流所 建立的主极磁场。图6-0表示一台四极电机空载 时的磁通示意图。从图可见,主极磁通分成主磁 通Φ和漏磁通Φf两部分,前者通过气隙并与定 子绕组相交链,后者不通过气隙,仅与励磁绕组 相交链。主磁通所经过的主磁路包括空气隙电枢 齿、电枢轭、磁极极身和转子轭等五部分

空载运行时，同步电机内仅有由励磁电流所 建立的主极磁场。图6—l0表示一台四极电机空载 时的磁通示意图。从图可见，主极磁通分成主磁 通Φ0和漏磁通Φfσ两部分，前者通过气隙并与定 子绕组相交链，后者不通过气隙，仅与励磁绕组 相交链。主磁通所经过的主磁路包括空气隙电枢 齿、电枢轭、磁极极身和转子轭等五部分。 6.2 空载和负载时同步发电机的磁场 一、空载运行

HOME 62空载和歉时同步放宅机的磁场 、空载运行 当转子以同步转速旋转时,主磁场将在气隙中形成一个旋转 磁场,在定子绕组内感应出对称三相电动势(激磁电动势) E E∠0° 0A4 E,=E∠-120° E=E∠120° 空载特性是同步电机的一条基本特性。如图6—11所示

6.2 空载和负载时同步发电机的磁场 一、空载运行 当转子以同步转速旋转时，主磁场将在气隙中形成一个旋转 磁场，在定子绕组内感应出对称三相电动势（激磁电动势） 空载特性是同步电机的一条基本特性。如图6—11所示

HOME 62空载和歉时同步放宅机的磁场 二、对称负载时的电枢反应 电枢磁动势的基波在气隙中所产生的磁场就称 为电枢反应。电枢反应的性质(增磁、去磁或交磁) 取决于电枢磁动势和主磁场在空间的相对位置。 分析表明,此相对位置取决于激磁电动势E和扭 载电流I之间的相角差ψoψ称为内功率因数角)。 下面分成两种情况来分析

二、对称负载时的电枢反应 ⚫ 电枢磁动势的基波在气隙中所产生的磁场就称 为电枢反应。电枢反应的性质(增磁、去磁或交磁) 取决于电枢磁动势和主磁场在空间的相对位置。 分析表明，此相对位置取决于激磁电动势E0和扭 载电流I之间的相角差Ψ0(Ψ0称为内功率因数角)。 下面分成两种情况来分析 。 。。。。 6.2 空载和负载时同步发电机的磁场

HOME E0与I同相时 a)定子绕组电动势、电流和磁动势的空间矢量图 A相轴线 B

E  0 与 I  同相时 a) 定子绕组电动势、电流和磁动势的空间矢量图 A相轴线 Ff A B0 X Z Y B C N S ns ns Fa

HOME E0与I同相时 b)时间矢量图 Eoc 0A V0产08时间参考轴 E ①0B B E

E  0 与 I  同相时 b) 时间矢量图 时间参考轴 E0C • 0 A •  0C •  E0B • E0 A • B • I 1  = 0 0 0B •  • A I I C •