交流同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)原理
同步發(fā)電機(jī)是一種最常用的交流發(fā)電機(jī)。在現(xiàn)代電力工業(yè)中,它廣泛用于水力發(fā)電、火力發(fā)電、核能發(fā)電以及柴油機(jī)發(fā)電。由于同步發(fā)電機(jī)一般采用直流勵(lì)磁,當(dāng)其單機(jī)獨(dú)立運(yùn)行時(shí),通過(guò)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流,能方便地調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的電壓。若并入電網(wǎng)運(yùn)行,因電壓由電網(wǎng)決定,不能改變,此時(shí)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流的結(jié)果是調(diào)節(jié)了電機(jī)的功率因數(shù)和無(wú)功功率。同步發(fā)電機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)與同步電機(jī)相同,一般采用三相形式,只在某些小型同步發(fā)電機(jī)中電樞繞組采用單相。
同步發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)和分類:
同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)按其轉(zhuǎn)速分為高速和低(中)速兩種。前者多用于火電廠和核電站;后者多與低速水輪機(jī)或柴油機(jī)聯(lián)動(dòng)。在結(jié)構(gòu)上,高速同步發(fā)電機(jī)多用隱極式轉(zhuǎn)子,低(中)速同步發(fā)電機(jī)多用凸極式轉(zhuǎn)子。
同步發(fā)電機(jī)工作原理:
主磁場(chǎng)的建立:勵(lì)磁繞組通以直流勵(lì)磁電流,建立極性相間的勵(lì)磁磁場(chǎng),即建立起主磁場(chǎng)。
載流導(dǎo)體:三相對(duì)稱的電樞繞組充當(dāng)功率繞組,成為感應(yīng)電勢(shì)或者感應(yīng)電流的載體。
切割運(yùn)動(dòng):原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)(給電機(jī)輸入機(jī)械能),極性相間的勵(lì)磁磁場(chǎng)隨軸一起旋轉(zhuǎn)并順次切割定子各相繞組(相當(dāng)于繞組的導(dǎo)體反向切割勵(lì)磁磁場(chǎng))。
交變電勢(shì)的產(chǎn)生:由于電樞繞組與主磁場(chǎng)之間的相對(duì)切割運(yùn)動(dòng),電樞繞組中將會(huì)感應(yīng)出大小和方向按周期性變化的三相對(duì)稱交變電勢(shì)。通過(guò)引出線,即可提供交流電源。
感應(yīng)電勢(shì) 有效值:由第11章可知,每相感應(yīng)電勢(shì)的有效值
感應(yīng)電勢(shì) 頻率: 感應(yīng)電勢(shì)的頻率決定于同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速n 和極對(duì)數(shù)p
交變性與對(duì)稱性:由于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)極性相間,使得感應(yīng)電勢(shì)的極性交變;由于電樞繞組的對(duì)稱性,保證了感應(yīng)電勢(shì)的三相對(duì)稱性。
同步轉(zhuǎn)速: 從供電品質(zhì)考慮,由眾多同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)構(gòu)成的交流電網(wǎng)的頻率應(yīng)該是一個(gè)不變的值,這就要求發(fā)電機(jī)的頻率應(yīng)該和電網(wǎng)的頻率一致。我國(guó)電網(wǎng)的頻率為50Hz
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