第八章同步电机交流电机同步发电机同步电动机同步电机异步发电机异步电动机异步电机同步电机异步电机知识回顾－交流电机的类别8.1同步电机的用途、分类、基本结构和额定值与异步电机一样，同步电机也是一种常用的交流旋转电机。“同步”的含义是：稳态运行时其转子转速等于同步转速。。一、同步电机的用途同步电机主要用作发电机运行，把机械能转化成电能。向电网发出交流电，是同步电机最主要的运行方式；同步电动机可以通过调节励磁电流来改善电网的功率因数；同步补偿机实际是一台接在交流电网上空载的同步电动机，电机不带任何机械负载，靠调节转子中的励磁电流向电网发出所需的感性或者容性无功功率，以达到改善电网功率因数的目的。一、同步电机的用途同步转速我国电力系统规定：电流的频率为50Hz，则当电机极对数一定时，其转速也为某定值。p=1时，n1＝3000r/minp=2时，n1＝1500r/minp=3时，n1＝1000r/min二、同步电机分类1、按用途分：发电机、电动机、调相机（补偿机）2、按转子结构分：凸极式、隐极式3、按原动机类型分：汽轮发电机、水轮发电机等4、按电机安装方式分：立式和卧式电机5、按转子励磁方式分：电励磁式和永磁式电机6、按冷却方式分：空气冷却、氢气冷却、水冷却、混合冷却电机等三、同步电机的基本结构1、定子同步电机的定子又称为电枢，和异步电机的定子功能相同，都是起着接受电能、产生旋转磁场的作用。因此，它们的结构型式基本相同，都是由导磁的定子铁心、导电的定子绕组以及固定铁心用的机座和端盖等部件组成。三、同步电机的基本结构（1）定子铁心三、同步电机的基本结构定子铁心冲片三、同步电机的基本结构（2）定子绕组三、同步电机的基本结构定子绕组安装现场2、转子同步电机按转子结构特点的不同，分为凸极式和隐极式两种类型。三、同步电机的基本结构隐极式转子凸极式转子（1）汽轮发电机——隐极式转子汽轮发电机转速较高（3000r/min）为了很好地固定励磁绕组，其转子一般都做成隐极式（从外形上看，没有明显凸出磁极）。——气隙均匀，一般极对数等于1因速度高，受离心力影响，为了增大容量，汽轮发电机的转子是一个细而长的圆柱体。三、同步电机的基本结构三、同步电机的基本结构（1）汽轮发电机——励磁绕组三、同步电机的基本结构（2）水轮发电机——凸极式转子由水轮机带动的同步发电机叫水轮发电机水轮机的转速较低（一般只有几十转到几百转）因此其转子做成凸极式，外形上看得出明显的磁极；凸极式转子在结构上和制造工艺上均比隐极式简单。三、同步电机的基本结构三、同步电机的基本结构（2）水轮发电机——凸极式转子三、同步电机的基本结构三、同步电机的基本结构三峡左岸24MW发电机转子吊装现场三、同步电机的基本结构四、同步电机的工作原理同步发电机模型以发电机为例：原动机拖动转子磁场以同步速n1旋转（相对于定子）；定子导体以同步速n1切割转子磁场，产生感应电动势；定子绕组若带负载则有三相对称定子电流流过，产生旋转磁场，转速为n1；转子导体受力产生电磁转矩，与拖动转矩平衡。四、同步电机的工作原理需要在定子三相对称绕组上施加三相对称交流电压，使电机内部产生一个旋转速度为同步转速n1的圆形旋转磁场。若作为电动机运行：转子绕组通入直流励磁电流，转子将在定子旋转磁场的带动下，拖动机械负载沿定子磁场的方向以相同的转速旋转。同步电机的转速和频率之间都将保持严格不变的关系，即在恒定频率下的转速恒为同步转速。五、同步电机的额定值1、额定功率PN(kW)——输出的额定功率发电机：电功率；电动机：输出的机械功率额定容量SN(kW)2、额定电压UN(V)：定子绕组额定线电压3、额定电流IN(A)：定子绕组额定线电流五、同步电机的额定值对发电机:4、额定功率因数：额定工况下发电机的功率因数对电动机:五、同步电机的额定值6、额定励磁电压Uf（V）7、额定励磁电流If(A)8、额定温升（0C）5、额定转速nN(r/min)：同步电机的同步转速（额定运行时的转子转速）
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