




版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進行舉報或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡介
第6章
同步電機6.1三相交流同步電機的構(gòu)造與工作原理6.2同步發(fā)電機的運行及特性6.5船用同步電機的應(yīng)用6.1三相交流同步電機的構(gòu)造與工作原理同步電機是由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成.定子鐵心、轉(zhuǎn)子鐵心和定、轉(zhuǎn)子間的氣隙構(gòu)成同步電機的磁路。作為電力發(fā)電機基本上都采用Y聯(lián)接。6.1.1三相交流同步電機的構(gòu)造1)定子電樞構(gòu)造定子為電樞的同步電機,定子鐵心是由硅鋼片疊成。定子鐵心槽內(nèi)嵌放的三相對稱繞組也是依次相差120空間電角度或120/p空間機械角度。三相繞組又稱電樞繞組。
結(jié)構(gòu):由鐵心和繞組組成,與異步電機定子基本相同。——相同機座號時,若與異步機互換定子,則仍然可以運行。
區(qū)別:主要是尺寸方面,同步電機通常容量較大,而異步機的容量相對較小。因此,從表面上看同步機機殼無散熱片,異步機則有散熱片。
接線:發(fā)電機定子繞組通常采用Y形連接。定子結(jié)構(gòu)比較:
三相交流同步電機的基本結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)電樞式同步電機圖三相交流同步電機由定子部分和轉(zhuǎn)子部分構(gòu)成
以轉(zhuǎn)子繞組形式分類,有旋轉(zhuǎn)電樞式和旋轉(zhuǎn)磁極式。
旋轉(zhuǎn)磁極式同步電機
旋轉(zhuǎn)電樞式同步電機圖
旋轉(zhuǎn)磁極式同步電機轉(zhuǎn)子是直流磁極,產(chǎn)生恒定的磁極主磁通.轉(zhuǎn)子磁極有兩種結(jié)構(gòu)形式,即隱極式和凸極式或稱顯極式。
勵磁繞組的兩個出線端分別接到固定在轉(zhuǎn)軸上的兩個滑環(huán)上。兩個滑環(huán)彼此絕緣并對軸絕緣。通過固定的電刷裝置與滑環(huán)的滑動接觸將直流電流引入勵磁繞組中。2)轉(zhuǎn)子隱極式轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子鐵心硅鋼片轉(zhuǎn)子軸上的滑環(huán)一對極隱極式兩對極凸極式轉(zhuǎn)子:有凸極式和隱極式兩種。轉(zhuǎn)子繞組是直流繞組。大型機的轉(zhuǎn)子支架
按同步發(fā)電機定子和轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)及作用不同有兩種類型,即旋轉(zhuǎn)磁極式和旋轉(zhuǎn)電樞式。按同步發(fā)電機的勵磁電源的不同有兩種基本類型,即自勵的和他勵的。以發(fā)電機本身的電樞繞組(或輔助繞組)為勵磁電源的是自勵的。設(shè)有專用勵磁電源的稱為他勵的。同步發(fā)電機的基本類型6.1.2三相交流同步電機的工作原理工作原理簡介:外部直流電源通過滑環(huán)向轉(zhuǎn)子提供直流勵磁電流,并產(chǎn)生磁場;原動機拖動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)子磁極磁場切割三相定子繞組,感應(yīng)三相交流電。
在三相電樞繞組中產(chǎn)生對稱的三相正弦空載電動勢(即開路相電壓),其瞬時值為:空載電動勢的有效值為
式中:o為每極下的總磁通.空載電動勢的頻率f與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n和磁極對數(shù)p成正比,即由以上兩式可得:Ke為電勢常數(shù)電動勢的頻率:可見:空載電動勢與主磁通和轉(zhuǎn)速的變化有關(guān)銘牌數(shù)據(jù):
主要銘牌數(shù)據(jù)有:額定容量、額定電壓、額定頻率、額定功率因數(shù)、定子繞組連接、絕緣等級(溫升)、冷卻方式、勵磁電壓、勵磁電流等。3.銘牌數(shù)據(jù)額定容量
保持發(fā)電機額定轉(zhuǎn)速不變時,空載電動勢隨勵磁電流變化的關(guān)系曲線稱為空載特性曲線.Er:剩磁電壓(在額定轉(zhuǎn)速下使If=0時所測得的電樞開路電壓)。6.2三相交流同步發(fā)電機運行特性6.2.1同步發(fā)電機空載運行特性自勵發(fā)電機的建壓條件
自勵發(fā)電機靠剩磁建立電壓。非線性的空載特性曲線(E=f(If))與線性的場阻線(Zf=E/If)的交點即為自勵的穩(wěn)定電壓。自勵發(fā)電機的自勵起壓過程EE=IfZfE=f(If)Er0Ifα2.要使自勵過程構(gòu)成正反饋。自勵發(fā)電機的自勵起壓條件:1.發(fā)電機要有足夠大的剩磁;EE=IfRfE=f(If)Er0Ifα3.必須適當(dāng)整定自勵回路阻抗。
當(dāng)同步發(fā)電機接負(fù)載時,電樞繞組的三相電流將產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場a,這種旋轉(zhuǎn)磁場稱為電樞反應(yīng)磁場。電樞反應(yīng):電樞磁場對磁極(勵磁)主磁場的影響電樞反應(yīng)效應(yīng)與負(fù)載性質(zhì)有關(guān)。6.2.2同步發(fā)電機的負(fù)載運行及電樞反應(yīng)同步發(fā)電機對稱負(fù)載運行時,同步發(fā)電機定、轉(zhuǎn)子之間的氣隙同時出現(xiàn)兩個旋轉(zhuǎn)磁場。
交軸電樞反應(yīng):使合成磁場的軸線從主磁極軸線方向往后偏斜了一個角度。1)電樞電流與空載電勢同相位時的電樞反應(yīng)
直軸去磁電樞反應(yīng):電樞磁場a與磁極磁場o在同一軸線上,但方向相反,起去磁效應(yīng)使合成磁場<o。2)電樞電流落后于空載電動勢90時的電樞反應(yīng)故:要加大勵磁——過激輸送電感性無功至電網(wǎng)
直軸增磁電樞反應(yīng):電樞磁場a與磁極磁場o在同一軸線上,且方向相同,起增磁效應(yīng)使合成磁場大于主磁場o。3)電樞電流超前于空載電動勢90的電樞反應(yīng)故:要減少勵磁——欠激輸送電容性無功至電網(wǎng)
通常情況下,發(fā)電機的負(fù)載多為一般電感性負(fù)載,即電樞電流落后于空載電動勢的角度ψ小于90
一般電感性負(fù)載的電樞反應(yīng)既有去磁效應(yīng)又有交磁效應(yīng)。4)實際負(fù)載的電樞反應(yīng)
為保持端電壓不變,應(yīng)增加勵磁電流,發(fā)電機處于過激狀態(tài)。
當(dāng)保持額定轉(zhuǎn)速不變、保持一定的負(fù)載功率因數(shù)和勵磁電流不變時,發(fā)電機的端電壓隨電樞電流變化的特性U=f(I),稱為外特性。1)外特性U=f(I)電壓變化率
同步發(fā)電機在cos=0.8(滯后)的負(fù)載時,其電壓變化率約為20~40%,一般不超過50%。6.2.4三相交流同步發(fā)電機的外特性及調(diào)節(jié)
同步發(fā)電機在額定轉(zhuǎn)速和一定的負(fù)載功率因數(shù)下,為保持端電壓基本不變,勵磁電流If隨負(fù)載電流I而變化的關(guān)系If=f(I)稱為調(diào)節(jié)特性。2)調(diào)節(jié)特性If=f(I)
同步發(fā)電機在額定轉(zhuǎn)速和一定的負(fù)載功率因數(shù)下,為保持端電壓基本不變,勵磁電流If隨負(fù)載電流I而變化的關(guān)系If=f(I)稱為調(diào)節(jié)特性。2)調(diào)節(jié)特性If=f(I)外特性調(diào)節(jié)特性船舶電力系統(tǒng)中,同步發(fā)電機作為電源,負(fù)載主要為電感性動力負(fù)載。無功功率的變化是引起發(fā)電機端電壓變化的直接原因,因為無功分量產(chǎn)生直軸去磁電樞反應(yīng)。2.電壓與無功功率的調(diào)節(jié)3.頻率與有功功率調(diào)節(jié)fNSnT
定子電流I電磁力f轉(zhuǎn)子阻力矩TIT維持轉(zhuǎn)速增大輸入功率,即油門6.6船舶同步電機的應(yīng)用常規(guī)船舶同步發(fā)電機勵磁電流,需通過碳刷和滑環(huán)引入到發(fā)電機勵磁繞組,碳刷與滑環(huán)轉(zhuǎn)動接觸,會出現(xiàn)電火花產(chǎn)生干擾電磁波,對同步發(fā)電機是十分不利的。
碳刷與滑環(huán)磨損的碳粉既臟又會導(dǎo)致發(fā)電機絕緣下降,嚴(yán)重時將影響發(fā)電機的安全運行,因此需要經(jīng)常進行維護、保養(yǎng)。無刷勵磁的設(shè)計思想是:把常規(guī)發(fā)電機定、轉(zhuǎn)子間的直接電的聯(lián)接改為磁的聯(lián)系。這就需要一個勵磁機(Exciter)與發(fā)電機相配合,6.6.1無刷同步發(fā)電機旋轉(zhuǎn)磁極式同步電機
旋轉(zhuǎn)電樞式同步電機圖以轉(zhuǎn)子繞組形式分類兩臺同步發(fā)電機同軸安裝:一臺主發(fā)電機為旋轉(zhuǎn)磁極式,G為三相電樞、轉(zhuǎn)子L為直流勵磁一臺勵磁機為旋轉(zhuǎn)電樞式。定子LL為直流勵磁繞組、轉(zhuǎn)子LG為三相電樞無刷同步電機勵磁系統(tǒng)特點:優(yōu)點:
1.經(jīng)濟高效;2.改善環(huán)境;3.減小維修。缺點:1.只能定速航行時工作;2.控制較復(fù)雜;3.初投資大。6.6.2船舶軸帶發(fā)電機一、主機軸帶發(fā)電機的特點組成:主機直接(或通過變速機構(gòu))帶動軸帶發(fā)電機SC發(fā)電。可充分利用主機的“儲備余量”(一般主機額定功率+余量=主機可長期運行功率)。二、船舶軸帶發(fā)電機主要類型主要類型:
1.直流軸帶機;2.交流軸帶機。說明:
1.雖然直流軸帶機電壓穩(wěn)定,轉(zhuǎn)速的影響相對較小。但由于直流電機維護工作量大,目前在船上的應(yīng)用非常有限。因此,直流軸帶發(fā)電機較少用。若將直流電逆變成交流電,則逆變麻煩。
2.交流軸帶機為了減小頻率隨主機轉(zhuǎn)速變化的影響,其控制較復(fù)雜。——
有定、變距漿2種。變距槳系統(tǒng)特點:轉(zhuǎn)速不變,改變螺距可改變螺旋槳推力大小和方向。控制:
——
需要兩方面的控制
1.主機油門控制;
2.螺旋槳螺距控制。而且要求螺距與油門的控制相互配合(才能使轉(zhuǎn)速恒定)。存在的問題:
1.風(fēng)浪對轉(zhuǎn)速的波動有影響;
2.需要解決主機低速問題(傳動機構(gòu))。三、變螺距螺旋槳船舶的軸帶發(fā)電機系統(tǒng)特點:主機轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向是可變的。——
只有在船舶定速航行時才是不變的。因此,要求船舶定速航行時才能讓軸帶發(fā)電機并網(wǎng)投入工作。同時,由于風(fēng)浪等對轉(zhuǎn)速可造成影響,因此,必須采取措施穩(wěn)定轉(zhuǎn)速,從而穩(wěn)定頻率。總體措施:
——
具體措施下面分別討論
1.轉(zhuǎn)速補償;
2.頻率補償。四、定螺距槳的主機軸帶發(fā)電機方法:1.變流機組穩(wěn)定供電頻率;2.行星齒輪傳動系統(tǒng);3.軸帶異步發(fā)電機;4.電磁滑差離合器恒速系統(tǒng)。變流機組:控制可控硅導(dǎo)通角穩(wěn)定電壓,可穩(wěn)定發(fā)電機轉(zhuǎn)速。行星齒輪:液壓系統(tǒng)提供附加傳動,穩(wěn)定發(fā)電機轉(zhuǎn)速。異步發(fā)電機:與變流機組相似,也是穩(wěn)定電動機和發(fā)電機轉(zhuǎn)速。滑差離合器:勵磁電流大小可控制轉(zhuǎn)矩,從而穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速補償[第三節(jié)要點]:特點;類型(直、交流);變距槳系統(tǒng)(特點);定距槳系統(tǒng)(恒頻方法)。方法:采用整流—
逆變裝置作為中間環(huán)節(jié)的系統(tǒng)。非恒定頻率交流電經(jīng)整流后,供給晶閘管三相逆變器變換為恒定頻率三相交流電,三相逆變器提供有功功率,而無功功率由同步補償機來提供。同步補償機勵磁電流根據(jù)負(fù)載變化進行控制,具有自動電壓調(diào)整器功能。可專設(shè)同步補償機。通常采用輔助發(fā)電機替代,通過柴油機拖入同步后,用離合器脫開。頻率補償38寫在最后成功的
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 聘任專家協(xié)議書
- 教師赴企業(yè)培訓(xùn)協(xié)議書
- 美簽互換協(xié)議書
- 租賃期權(quán)協(xié)議書
- 紫光展銳協(xié)議書
- 生產(chǎn)線外包合同協(xié)議書
- 貓咪售后協(xié)議書
- 職場體驗協(xié)議書
- 校區(qū)合伙人合同協(xié)議書
- 藥品進貨協(xié)議書
- 供應(yīng)室護理業(yè)務(wù)查房
- 新華人壽保險社會招聘在線測評
- DB11-T 1374-2025 公路貨運車輛不停車超限檢測系統(tǒng)技術(shù)要求
- 輸尿管鈥激光碎石護理查房
- 浙江中考科學(xué)模擬試卷含答案(5份)
- 2025年中考物理二輪復(fù)習(xí):浮力實驗題 能力提升練習(xí)題(含答案解析)
- 食品企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)模板
- 綜合醫(yī)院品牌建設(shè)與傳播-深度研究
- 火車的知識科普
- 媒體應(yīng)急管理預(yù)案
- 福建省莆田市(2024年-2025年小學(xué)六年級語文)統(tǒng)編版期末考試(下學(xué)期)試卷及答案
評論
0/150
提交評論