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电气——同步电机

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1.按功率转换关系，同步电机可分为（）类。

A.1
B.2
C.3
D.4
2.在水轮发电机中，如果n=100r/min，则发电机应为（）对极。

A.10
B.30
C.50
D.100
3.在变电站中，专门用来调节电网的无功功率，补偿电网功率因数的设备是（）。

A.同步发电机
B.同步补偿机
C.同步电动机
D.异步发电机
4.汽轮发电机的转子一般做成隐极式，采用（）。

A.良好导磁性能的硅钢片叠加而成
B.良好导磁性能的合金钢锻成
C.1——1.5mm厚的钢片冲制后叠成
D.整
块铸钢或锻钢制成
5.同步发电机的定子上装有一套在空间上彼此相差（）电度角的三相对称绕组。

A.30°
B.60°
C.90°
D.120°
6.同步电机的转子磁极上装有励磁绕组，由（）励磁。

A.正弦交流电
B.三项对称交流电
C.直流电
D.脉冲电流
7.同步电动机转子的励磁绕组的作用是通电后产生一个（）磁场。

A.脉动
B.交变
C.极性不变但大小变化的
D.大小和极性都不变化的恒定
8.同步电动机出现“失步”现象的原因是（）。

A.电源电压过高
B.电源电压过低
C.电动机轴上负载转矩太大
D.电动机轴上负载转矩太小
9.异步启动时，同步电动机的励磁绕组不能直接短路，否则（）。

A.引起电流太大，电动机发热
B.将产生高电势，影响人身安全
C.将发生漏电，影响人身安全
D.转速无法上
升到接近同步转速，不能正常启动
10.同步补偿机实际上就是一台（）。

A.空载运行的同步电动机
B.负载运行的同步电动机
C.空载运行的同步发电机
D.负载运行的同步发电机
11.同步补偿机在使用时，一般应将其接在（）。

A.用户区
B.同步发电机附近
C.电源附近
D.供电线路中间
二、判断
1.同步电机主要分同步发电机和同步电动机两类。

（）
2.当在同步电动机的定子三相绕组中通入三相对称交流电时，将会产生电枢旋转磁场，改磁场的旋转方向取决于三相交流电流的初相角大小。

（）
3.同步电机与异步电机一样，主要是由定子和转子两部分组成。

（）
4.同步发电机运行时，必须在励磁绕组中通入直流电来励磁。

（）
5.同步补偿机实际上就是一台满载运行的同步电动机。

（）
6.同步发电机半导体励磁系统中担任整流的装置，可以是硅整流装置，也可以使用晶闸管整流装置。

（）
1.同步电机的含义是指（）与（）相等。

同步电机的主要运行方式有三种，即作为（）、（）和（）运行。

2、同步发电机磁极对数p以及电力系统频率f一定时，发电机的转速n为恒值，n=（）。

3.同步发电机定子绕组感应电动势的频率取决于它的（）和（）。

4.转子磁场超前定子磁场θ角时，同步电动机处于（）状态；转子磁场滞后定子磁场θ角时，同步电动机处于
（）状态。

5.同步电动机发生失步现象时，（）很大，应尽快（），避免损坏同步电动机。

6.同步电动机异步没有启动转矩，这是由于转子的（）造成的；同步电动机的启动方法有（）、（）和（）。

7.采用异步启动法的同步电动机，启动时切忌励磁绕组（），也不能将励磁绕组直接短路，在向定子绕组通电之
前，应在励磁回路中（）。

8.同步电动机的励磁方式有（）、（）和（）。

9.同步补偿机实际上是工作在（）状态的（）运行的同步电动机。

10.同步补偿机的作用是（）。

四、简答
1.为什么同步发电机的转速只有3000r/min、1500r/min、1000r/min等若干固定的转速等级，而不能有任意转速？
2.简述同步发电机并联运行的条件。

3.简述同步发电机的工作原理。

4.什么是同步电动机的失步现象？
5.为什么同步电动机不能自行启动？
6.异步启动法启动同步电动机时，为什么其励磁绕组要通过电阻短路？
7.为什么过励磁状态下的同步电动机能够提高电路的功率因数？
1.C
2.B
3.B
4.B
5.D
6.C
7.D
8.C
9.D 10.A 11.A
二、判断
1.×
2.×
3.√
4.√
5.×
6.√
三、填空
1. 异步转速同步转速同步发电机同步电动机同步补偿机
2. 60f/p
3.极数同步转速
4. 发电机电动机
5. 定子电流切断电源
6. 惯性辅助电动机调频异步
7. 开路串电阻
8. 正常励磁过励磁欠励磁
9. 过励磁空载10. 提高电网的功率因数
四、简答
1.因为同步发电机的磁极对数为1、2、3等，根据同步转速公式n=60f/p可知，同步发电机的转速只有若干固定的转速等级，而不能有任意转速。

2.⑴待并发电机与电网电压应有一致的相序。

⑵待并发电机与电网电压的大小应相等。

⑶待并发电机与电网电压应有相同的频率。

⑷待并发电机与电网电压应有相同的相位。

3.通入三相对称电流时，定子将产生一个同步速度旋转的正弦分布磁场，而这时转子上也有一个直流励磁正弦分布的磁场。

当三相同步电动机正常工作时，转子也是以同步转速旋转，所以这两个磁场在空间上的位置是相互固定的，因此它们之间的作用也是固定的。

4.运行时，一旦转子转速与同步转速两者的速度不相等，则同步力矩就不存在，电动机就会慢慢停下来，这种转子速度与定子磁场不同，造成同步力矩消失，转子闷闷停下来的现象，叫失步。

定子与转子磁场不同步，两者的相对位置变化，即θ角变化，转子失去力矩，因此停止。

5.电机启动时，定子上立即建立以同步转速n旋转的磁场，转子因惯性无法立即以同步转速旋转，因此定、转磁场就不能保持同步状态，产生失步。

6.异步启动时，励磁绕组中感应出很高的电动势，若将励磁绕组直接短接，会使同步电动机的转速无法上升到同步转速，所以不能正常启动。

7.增加励磁时，电流超前电压一个φ角，这时电机容性负载，可以中和电网中的感性负载，使电网中的功率因数提高。

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电机学--同步电机

电机学--同步电机

励磁磁动势超前电枢 磁动势


n1
Tem

ψ≈φ=1800, 交轴电枢磁动势和 励磁磁动势作用产 生电磁力, 形成驱 动性质的电磁转矩 Tem
电枢磁动势超前励 磁磁动势
Id Ir ,直轴电枢磁动势也 产生电磁力，但不形 成电磁转矩
ψ≈φ=900,


Y
n1 n A S Z Φad B N C
第6章
同步电机
什么是同步电机？ 一.同步电机和异步电机的区别
①转子绕组结构 感应电机: 三相双层叠绕组或其他交流绕组 笼式绕组,构成闭合回路 同步电机: 多为同心式绕组，外接直电源 ②转子转速和同步转速的关系 ③绕组中的电流 ④气隙大小的差别

二、同步电机的运行原理

当励磁绕组通以直流电之后，建立恒定的磁 场，转子转速为n时，定子的导体感应交流电 动势，其频率是 pn
发电机组14台，总装机容量为9800MW。其中1#、
2#、3#、7#、8#、9#为德国伏伊特水电集团公
司、德国西门子公司、通用电气加拿大国际公
司三家联营体，简称VGS生产制造；4#、5#、6#、
10#、11#、12#、13#、14#为ALSTOM公司生产制 造
左岸发电机简介

三峡左岸电站水轮发电机组为混流式，采用立轴半伞 式三导轴承结构，下导与推力采用推导联合轴承。
线棒结构
ALSTOM发电机水冷部件由6根不锈钢空心导管和2个水箱
组成 ；VGS发电机水冷部件由6根铜空心导管，作为中心 导体的一部分。
ALSTOM发电机线棒的主绝缘采用的是MICADUR F级绝缘
系统，它是由真空浸渍的合成树脂绝缘玻璃纤维带组成。整根线棒 由19层此绝缘带连续半叠饶构成，形成后的线棒直线段 主绝缘厚度为4.6mm ，斜线段主绝缘厚度为3.7mm。 VGS 发电机线棒的主绝缘也采用的是MICADUR F级绝缘系统，
同步电机的基本工作原理和结构

同步电机的基本工作原理和结构

同步电机的基本工作原理和结构第一节精编资料本章主要介绍同步电机的结构和基本工作原理,同步电机的电动势和磁动势,异步电动...二,同步电机的工作原理1磁场:三相同步电机运行时存在两个旋转磁场: 定子旋转磁场...原理,结构同步电机的基本工作原理和结构本章主要介绍同步电机的结构和基本工作原理、同步电机的电动势和磁动势、异步电动机的电势平衡，磁势平衡、等值电路及相量图、功率转矩、同步发电机运行原理等内容。

本章共有10节课，内容和时间分配如下:1.掌握同步电机的结构特点及工作原理。

(2节)2.掌握同步电机绕组有关的结构、额定参数(1节)3.掌握同步电机机绕组的磁动势、等效电路，一般掌握相量图。

(3节)4.掌握同步电机功率、转矩和同步电机启动特性。

(2节)5.了解同步发电机的运行原理。

(2节)一、简介交流电机，根据用途，可以分为同步发电机、同步电动机和同步补偿机三类。

(交流电能几乎全部是由同步发电机提供的。

目前电力系统中运行的发电机都是三相同步发电机。

同步电动机可以通过调节其励磁电流来改善电网的功率因数，因而在不需要调速的低速大功率机械中也得到较广泛的应用。

随着变频技术的不断发展，同步电动机的起动和调速问题都得到了解决，从而进一步扩大了其应用范围。

同步补偿机实质上是接在交流电网上空载运行的同步电动机，其作用是从电网汲取超前无功功率来补偿其它电力用户从电网汲取的滞后无功功率，以改善电网的供功率因数。

) 二、同步电机的工作原理1磁场:三相同步电机运行时存在两个旋转磁场: 定子旋转磁场和转子旋转磁场。

定子旋转磁场—又常称为电枢磁势，而相应的磁场称为电枢磁场60f1n,速度:同步速度，即 1p方向:从具有超前电流的相转向具有滞后电流的相。

形成原因:以电气方式形成。

(当对称三相电流流过定子对称三相绕组时,将在空气隙中产生旋转磁通势。

它的旋转速度60f1n,1p为同步速度，即;它的旋转方向是从具有超前电流的相转向具有滞后电流的相;当某相电流达到最大值的瞬间，旋转磁势的振幅恰好转到该相绕组轴线处。

第十三章-同步电机的基本原理PPT课件

第十三章-同步电机的基本原理PPT课件


E a滞后 a9于 0 0 E a滞后 I9于 0 0
E a 可写成负电抗压降的形式：
Ea jIxa
x a 是对应电枢反应磁通的电抗，
称为电枢反应电抗。
x a 是一相的电抗值，在物理
意义上它综合反应了三相对称电流
产生的电枢反应磁场 B对a 于一相的
影响。
x a 的计算推导如下： 247页
Fa
1.35N1Kdp1 p
是线性叠加的关系。
F
可见：在饱和时：F E0E0 不饱和时： F E0E0
不考虑饱和时磁动势叠加、磁通叠加
转子磁极磁场 I f Ff 1 0 E0
电枢系统电流 I Fa
F
a Ea
E
合成气隙磁动势： F E
1、负载时不考虑饱和磁动势叠加
合成气隙磁动势： F Ff Fa
磁通叠加：
0a
2、电动势叠加
注意：电路中还存在同步电抗
xC
R
E 0
I
00 900 RL
1）三相对称电阻负载
00 900 F Ff1
F
F f 1
电枢反应为去磁
E 0
Fa
I
2）三相对称纯电容性负载；
xC
R
E 0
I
x xc x
2）三相对称纯电容性负载；
E 0
x xc
F
F f 1 Fa I
900
Fa 为直轴助磁磁动势
能从电流、电动势、磁动势等时间矢量间 的相位关系，直接求得电枢磁动势和励磁磁 动势等空间矢量间的相位关系。
由此可见，时—空矢量图是分析交流电机 的一个重要工具，必须很好地掌握。
例题：在下列情况下电枢反应是助磁还是去磁？
电机学CAI-同步电机(十七章)2013

电机学CAI-同步电机(十七章)2013

' M
在
90 时达到最大值.
P m
" M
U 2 ( xd xq ) 2 xd xq
sin 2 磁阻功率,是由交、直轴磁阻不相
等引起的。磁阻功率在 时达到最大值.
45
没有转子励磁也可能有磁阻功率！
功角特性(凸极机)PM=f(δ)
PM=f(δ)
m m
总结：
U 2 ( xd xq ) E0U P2 PM m sin m sin 2 xd 2 xd xq
如电枢电阻 ra 略去不计，则，ρ 0 ，sin ρ 0 zs xs E0U 上两式便化为：P2 PM m sin xs 以发电机惯例分析：如取发电机的 P2 和 为正值， 则电动机的 PM 和 均应为负值。
当忽略电枢电阻ra，则：
E0U P2 PM m sin 关系曲线P2 PM f( )如下图 xs
2 1
灯1：U A1 A2
灯2：U B1B2
灯3：U c1c2
b)交叉接法
电网,f
1
(灯光旋转法)
C1
3 2
C2 A1
1
K
A 1 B1 C 1 A 2 B2 C 2
3
2 1
B2 B1
A2

发电机,f
2
设f2>f1,按相对运动 令电网发电机=

若：f2≠f1发电机和电网 电压向量之间便有相对运 动:n=60(f2-f1)/p
四﹑电枢电阻ra对功角特性 PM=f(δ)的影响
p2
m
PM
m
Pmax,减小 , ra 使
E0U U2 sin( ) sin ) 发电机: P2 m ( zs zs 2 E0U E0 sin( ) sin ) 电动机: PM m ( zs zs