机车电机与电器 课件 项目四 三相同步电机 任务一 同步电机的结构和工作原理

任务一同步电机的结构和工作原理同步电机相关知识A同步电机的工作原理B三种运行状态之间的转换C目录CONTENTS同步电机的铭牌DPart第一章01同步电机相关知识同步电机相关知识用途同步电机是交流机械能和电能相互转换的装置。同步电动机主要用来拖动功率较大、转速不需要调节的生产机械，如钢铁厂轧钢机、矿井送风机、球磨机等；同步调相机提供无功功率，主要用于工厂无功补偿，提高电网功率因数。基本结构三相同步电机也是一种旋转电机，主要由定子、转子和气隙组成。按照旋转部件的不同，同步电机分为旋转电枢式和旋转磁极式两种。同步电机相关知识旋转电枢式同步电机主磁极位于定子，交流电枢位于转子，称为旋转电枢式同步电机。由于交流电流通过转子集电环和电刷与外部连接，高电压和大电流时可靠性不高，因此仅限于小容量的同步电机。旋转磁极式同步电机主磁极位于转子，交流电枢位于定子，称为旋转磁极式同步电机。根据转子磁极形状的不同又分为隐极式和凸极式两种。隐极式结构气隙均匀，通常存在大小齿；凸极式结构气隙不均匀，主磁极下气隙较小，而相邻极间气隙较大。同步电机相关知识定子三相同步电机的定子结构与三相异步电机的定子基本相同，也是由定子铁心、定子绕组、机座和端盖等部件组成。同步电机的定子铁心和绕组是进行机电能量转换的枢纽，所以又将同步电机的定子称为电枢。转子凸极式转子圆周上安装有若干对凸出的磁极，定、转子之间的空气隙是不均匀的。隐极式转子的铁心呈圆柱体状，没有明显的磁极形状，定、转子间的气隙均匀。凸极式转子凹极式转子同步电机相关知识励磁方式同步电机是一种定子边用交流电流励磁以建立旋转磁场，转子边用直流电流励磁构成旋转磁极的双边励磁的交流电机。其励磁方式主要有电励磁、永磁励磁、无励磁的凸极磁阻或磁滞实心转子三种。分类按照励磁方式不同分为电励磁同步电机、永磁同步电机、混合励磁同步电机、磁阻同步电机和磁滞同步电机；按照旋转部件的不同分为旋转磁极式同步电机和旋转电枢式同步电机；按照磁极形状不同分为凸极同步电机和隐极同步电机；按照驱动轮机不同分为汽轮发电机、水轮发电机和风力发电机等。Part第一章02同步电机的工作原理同步电机的工作原理两极三相交流发电机工作原理发电机状态在同步发电机的定子铁心上嵌有三相对称线圈Ax、By和Cz，称为定子线圈（或电枢线圈）。

同步电机的工作原理电动机状态定子边接三相交流电源，转子边通过电刷和集电环装置接直流电源，转子轴上联结机械负载。三相同步电动机运行原理同步电机的工作原理同步调相机若同步电机的定子边加三相交流电，转子边接直流电源励磁，而转子轴上未带任何机械负载，则同步电机处于同步调相机状态。三相同步调相机运行原理Part第一章03三种运行状态之间的转换三种运行状态之间的转换同步电机有三种运行状态：发电机、电动机和调相机。由于发电机和电动机的区别是电机输出还是吸收有功功率或者机械功率，而调相机相当于零功率因数状态的发电机或电动机，但没有机械功率的输入或输出。发电机与电动机原理上是可逆的。并网运行的同步电机，发电机状态与电动机状态式可以相互转换的，并且调相机是发电机与电动机的过渡状态。Part第一章04同步电机的铭牌同步电机的铭