《发电机和电动机》讲义一、引言在现代社会，电已经成为了我们生活中不可或缺的一部分。
从照明、通讯到交通、工业生产，电的应用无处不在。
而发电机和电动机作为电能的产生和利用的关键设备，它们的工作原理和应用对于理解电的世界至关重要。
二、发电机1、工作原理发电机的工作原理基于电磁感应现象。
简单来说，就是通过导体在磁场中运动，从而产生感应电动势。
当一个导体（比如导线）在磁场中做切割磁感线运动时，导体内的自由电子会受到洛伦兹力的作用，从而在导体两端产生电势差。
如果将这个导体连接成闭合回路，就会产生电流。
为了更有效地产生电能，实际的发电机通常采用多匝线圈和强大的磁场。
通过旋转线圈或者旋转磁场的方式，不断地进行切割磁感线运动，从而产生连续的交流电流。
2、类型（1）同步发电机同步发电机的转子转速与定子所产生的旋转磁场的转速相同。
它通常用于大型发电厂，为电网提供稳定的电能。
（2）异步发电机异步发电机的转子转速略低于旋转磁场的转速。
它在一些小型风力发电和水力发电系统中有所应用。
3、应用（1）火力发电利用煤炭、石油或天然气等燃料燃烧产生的热能，将水加热成蒸汽，推动汽轮机旋转，进而带动发电机发电。
（2）水力发电依靠水流的能量推动水轮机旋转，从而带动发电机工作。
（3）风力发电风力带动叶片旋转，通过传动装置使发电机运转。
（4）核能发电利用核反应堆产生的热能将水加热成蒸汽，驱动汽轮机和发电机。
三、电动机1、工作原理电动机的工作原理与发电机相反，是将电能转化为机械能。
当电流通过电动机的线圈时，会在磁场中受到安培力的作用，从而使线圈转动。
2、类型（1）直流电动机使用直流电源供电，通过换向器来改变电流方向，使线圈持续转动。
（2）交流电动机又分为异步电动机和同步电动机。
异步电动机结构简单、价格低廉，广泛应用于各种工业和民用设备。
同步电动机的转速与电源频率严格同步，常用于对转速要求精确的场合。
3、应用（1）工业生产驱动各种机床、传送带、起重机等设备。
发电机部分变压器部分电气设备部分水轮发电机第一节同步发电机工作原理同步电机的基本特点是：同步电机的转子转速n恒等于定子旋转磁场的同步转速n1，它和电网的频率f之间严格遵守下式关系：n=n1=60f/p （r/min） p为同步电机的转子磁极对数同步电机即由此得名。
我国的工业频率规定为f=50Hz，而电机的磁极对数p是整数，因此，对某一台具体的同步电机而言，其转速总为一固定值，例如：皂角湾电站发电机磁极对数为6对，则其同步转速n=60f/p=3000/6=500转/分。
同步电机和其他电机一样，从原理上讲是可逆的，它不仅可以作为发电机运行，也可以作为电动机运行。
同步发电机是同步电机的一种，是专门用于产生三相交流电能的电源装置，在现代电力行业，根据原动机不同，常见的同步发电机有水轮发电机，汽轮发电机。
同步发电机与其它电机一样，是由定子和转子两部分所组成。
它的定子是将三相交流绕组嵌置于由冲好槽的硅钢片叠压而成的铁芯里，它的转子通常由磁极铁芯及励磁绕组构成。
图为转子是二极时的同步电机结构原理图。
定子、转子之间有气隙。
定子上有AX、BY、CZ三相绕组，相绕组由多匝串联的绕组元件(见图（b）)连接而成，每相绕组的匝数相等，在空间上彼此相差120电角度。
转子磁极上装有励磁绕组，由直流励磁电流产生磁场，其磁通由转子N极出来，经过气隙、定子铁芯、气隙，进入转子s极而构成回路，如图中虚线所示。
如果用原动机拖动同步电机的转子，以每分钟n的速度旋转，同时在转子上的励磁绕组中经过滑环（图中未画出）通入一定的直流电励磁，由于原动机的拖动，那么就会在转子上得到一个机械的旋转磁场，该磁场对定子磁场发生相对运动，根据电磁感应原理，就会在定子中感应出三相对称交流电势。
由于定子绕组制造时，三相对称绕组在空间上互差120电角度，因此三相电势也在时间上相差120电角度。
如果同步发电机接上负载，就会有三相电流流过，这时，同步发电机将机械能转换为电勇。
发电机讲义一、制动器1、制动器作用：作用①制动器就是机组转数达到20%时，使制动器动作从而将机组快速停下来的一种刹车装置。
当制动器不能正常动作时，机组有可能就会在低转数旋转，从而破坏推力瓦油膜，导致烧瓦的危害。
作用②当机组停机超过7天时，利用外加油泵使油压工作活塞动作，从而使风闸顶起将发电机转子镜板与推力瓦之间形成间隙使透平油进入，从新形成油膜。
制动器O型密封圈Φ300×5.7制动器O型密封圈Φ26.5×3.55制动器O型密封圈Φ280×8.6制动器O型密封圈Φ258×5.3O型密封圈Φ17×2.52、制动器结构；a、我厂制动器为立式安装油气分离气压复位制动器，设有一个油口、两个气口（制动气口、复归气口）。
b、制动器内有导向活塞和工作活塞。
工作活塞有两个，一个为气压工作活塞、一个为油压工作活塞。
缸体内设有气复位腔和最大40mm的机械限位腔（不受压时为43mm),在导向活塞上设有一对导向键，保证活塞在动作时不发生偏斜导向活塞气压工作活塞油压工作活塞C、制动器缸体为分离式及缸体和底板采用O型密封圈并用止口定位、螺栓把紧的方式。
3、工作原理：a、风闸制动：风闸由5个（现在4个）密封圈分割成三个腔，分别为2个气压腔（下腔为制动腔，上腔为复归腔），一个油压腔。
当机组停机制动时风闸投入腔压力接通，使风闸由于气压作用向上动作从而使发电机快速停下的目的。
b、风闸复归：当机组完全停止后，风闸制动腔压力电磁阀开关动作使之排气泄压，复归腔电磁阀动作使复归腔带压。
因复归腔上下受压面积不同，从而使工作活塞相下动作。
导向活塞由于自身的重量因素也随之向下动作。
C、油压工作腔：当机组停机超过7天时，就在水车室外转子顶起油管处用高压油泵将风闸顶起，直到发电机转子上移5mm时保持压力停止打油。
将风闸锁锭螺母向上锁死，待5分钟后将锁锭向下解锁。
将压油泵处阀门打开使风闸内压力油回流压油泵回油箱。
第一章基础知识1.同步发电机保护的基本知识电厂中的发电机都为同步电机，它把原动机的机械能转变为电能，通过输电线路等设备送往用户。
1.1 同步发电机基本工作原理我们知道，导线切割磁力线能产生感应电势，将导线连成闭合回路，就有电流流过，同步发电机就是利用电磁感应原理将机械能转变为电能的。
图1-1为同步发电机示意图。
导线放在空心圆筒形铁芯的槽里。
铁芯是固定不动的，称为定子。
磁力线由磁极产生。
磁极是转动的，称为转子。
定子和转子是构成发电机的最基本部分。
为了得到三相交流电，沿定子铁芯内圆，每相隔120º分别安放着三相绕组A-X、B-Y、C-Z。
转子上有励磁绕组（也称转子绕组）R-L。
通过电刷和滑环的滑动接触，将励磁系统产生的直流电引入转子励磁绕组，产生稳恒的磁场。
当转子被原动机带动旋转后，定子绕组（也称电枢绕组）不断地切割磁力线，就在其中感应出电势来。
感应电势的方向由右手定则确定。
由于导线有时切割N极，有时切割S极，因而感应的是交流电势。
交流电势的频率f，决定于电机的极对数p和转子转数n，即pnf = ()Z H60式中n的单位为转每分（r/min）转子不停地旋转，A、B、C三相绕组先后切割转子磁场的磁力线，所以在三相绕组中电势的相位是不同的，依次差120º，相序为A、B、C。
当发电机带上负荷以后，三相定子绕组中的定子电流（电枢电流），将合成产生一个旋转磁场。
该磁场与转子以同速度、同方向旋转，这就叫“同步”。
同步电机也由此而得名。
它的特点是转速与频率间有着严格的关系，即60fn =p1.2同步发电机的分类同步发电机的种类按原动机不同来分，可分为：汽轮发电机——一般是卧式的，转子是隐极式的。
水轮发电机——一般是立式的，转子是凸极式的。
按冷却介质和冷却方式分：空气冷却（空冷）——外冷（指冷却介质和导体隔着绝缘层的冷却）外冷同步发电机氢气冷却（氢冷）——内冷（冷却介质直接冷却导体）水冷却（水冷）——双水内冷上述的冷却介质和方式还可以有不同的组合，如水-氢-氢（定子绕组水内冷，转子绕组氢内冷，铁芯氢冷）；水-水-空（定子、转子水内冷，铁芯空冷）；水-水-氢（定子、转子绕组水内冷、铁芯氢冷）等。
