同步发电机资料优秀PPT.ppt

三相同步发电机三相同步发电机原理：原理：三相同步发电机与其他电机一样，由定子和转子两大部分组成。三相同三相同步发电机与其他电机一样，由定子和转子两大部分组成。三相同步发电机定子与异步电机的相同，主要有嵌放在铁芯槽中的三相对称绕步发电机定子与异步电机的相同，主要有嵌放在铁芯槽中的三相对称绕组，转子上装有磁极和励磁绕组组，转子上装有磁极和励磁绕组,如下图：如下图：当励磁绕组通以直流电以后，电机内产生转子磁场，如用原动机带当励磁绕组通以直流电以后，电机内产生转子磁场，如用原动机带动转子旋转，则磁场与三相定子绕组间有相对运动，就会在三相定子绕动转子旋转，则磁场与三相定子绕组间有相对运动，就会在三相定子绕组中感应出沟通电势。定子槽中的导体每经过一对磁极，导体中的感应组中感应出沟通电势。定子槽中的导体每经过一对磁极，导体中的感应电势就会变更一个周期。假如转子的极对数为电势就会变更一个周期。假如转子的极对数为P，那么转子旋转一周，导，那么转子旋转一周，导体中所感应的电势就变更了体中所感应的电势就变更了P个周期。通常转子的旋转速度用每分钟多少个周期。通常转子的旋转速度用每分钟多少转来表示，而频率的单位赫兹是指每秒多少周期，所以转来表示，而频率的单位赫兹是指每秒多少周期，所以fPN/60，定子，定子三相对称绕组感应出同频率的三相对称沟通电，三相对称沟通电产生旋三相对称绕组感应出同频率的三相对称沟通电，三相对称沟通电产生旋转磁场，其转速为转磁场，其转速为n0=60f/p 由以上的公式就可以得知：转子的转速恒久由以上的公式就可以得知：转子的转速恒久与旋转磁场转速相等，即转子旋转磁场与定子旋转磁场在空间上是相对与旋转磁场转速相等，即转子旋转磁场与定子旋转磁场在空间上是相对静止的，它们是等速运转的，所以称之为同步发电机。静止的，它们是等速运转的，所以称之为同步发电机。同步自励发电机电压的建立，首要条件是发电同步自励发电机电压的建立，首要条件是发电机的磁极有剩磁存在，敲击、高温、长期停用机的磁极有剩磁存在，敲击、高温、长期停用会造成剩磁消逝，因此在配电板上都装有充磁会造成剩磁消逝，因此在配电板上都装有充磁按钮；电压建立的其次个条件是励磁电流产生按钮；电压建立的其次个条件是励磁电流产生的磁场方向必需与剩磁的方向相同，所以在拆的磁场方向必需与剩磁的方向相同，所以在拆解发电机进行保养时，接线要做上记号，不行解发电机进行保养时，接线要做上记号，不行接错；发电机电压建立还和励磁电路的电阻有接错；发电机电压建立还和励磁电路的电阻有关。当励磁电路电阻过大，超过临界值，也会关。当励磁电路电阻过大，超过临界值，也会造成电压不能建立，因此在日常管理工作中要造成电压不能建立，因此在日常管理工作中要定期检查碳刷、滑环、接线桩头，使其处于良定期检查碳刷、滑环、接线桩头，使其处于良好的状态。好的状态。结构：结构：同步发电机按其结构可以分为旋转电枢式和同步发电机按其结构可以分为旋转电枢式和旋转磁极式。旋转电枢式是将三相对称绕组旋转磁极式。旋转电枢式是将三相对称绕组嵌放在转子铁芯中，感应的沟通电通过滑环嵌放在转子铁芯中，感应的沟通电通过滑环引出，而励磁绕组嵌放在定子铁芯中。它一引出，而励磁绕组嵌放在定子铁芯中。它一般用于小容量的发电机。旋转磁极式是将三般用于小容量的发电机。旋转磁极式是将三相对称绕组嵌放在定子铁芯中，而励磁绕组相对称绕组嵌放在定子铁芯中，而励磁绕组嵌放在转子铁芯中，它一般用于高压，大中嵌放在转子铁芯中，它一般用于高压，大中容量的发电机，由于励磁部分的电压和容量容量的发电机，由于励磁部分的电压和容量比电枢小得多，对电刷与滑环的工作有利，比电枢小得多，对电刷与滑环的工作有利，因而已成为目前同步发电机的基本结构型式因而已成为目前同步发电机的基本结构型式而被广泛应用。而被广泛应用。旋转磁极式按磁极形态，又可以分为凸极式（a）和隐极式（b）两类，如下图：凸极式发电机的分解图 凸极式即电机有显露出来的磁极，气隙是不匀整的，极凸极式即电机有显露出来的磁极，气隙是不匀整的，极弧底下的气隙较小，极间部分气隙较大，励磁绕组为集中绕弧底下的气隙较小，极间部分气隙较大，励磁绕组为集中绕组，转子铁芯上无齿。隐极式即电机没有显露出来的磁极，组，转子铁芯上无齿。隐极式即电机没有显露出来的磁极，转子做成圆柱形，气隙是匀整的，励磁绕组是分布绕组，转转子做成圆柱形，气隙是匀整的，励磁绕组是分布绕组，转子铁芯上有大小齿分开。电机选用凸极式还是隐极式主要取子铁芯上有大小齿分开。电机选用凸极式还是隐极式主要取决电机旋转速度，一般转子在决电机旋转速度，一般转子在3000r/min的高转速下运转时，的高转速下运转时，为了尽量削减转子的直径和增加转子的机械强度，并使励磁为了尽量削减转子的直径和增加转子的机械强度，并使励磁绕组更好的固定和绝缘，一般将电机做成隐极式。当电机转绕组更好的固定和绝缘，一般将电机做成隐极式。当电机转速较低，极数较多时，一般做成凸极式，因其结构较简洁。速较低，极数较多时，一般做成凸极式，因其结构较简洁。船用同步发电机多用柴油机拖动，一般也做成凸极式的。有船用同步发电机多用柴油机拖动，一般也做成凸极式的。有的同步发电机在凸极式转子的磁极上还装有阻尼绕组，当同的同步发电机在凸极式转子的磁极上还装有阻尼绕组，当同步发电机正常运行时，在阻尼绕组中没有感应电势和电流，步发电机正常运行时，在阻尼绕组中没有感应电势和电流，阻尼绕组不起作用，当发电机产生振荡时，阻尼绕组中的电阻尼绕组不起作用，当发电机产生振荡时，阻尼绕组中的电流能使振荡衰减，使转子很快趋于同步转速运行。流能使振荡衰减，使转子很快趋于同步转速运行。铭牌：同步发电机和其他电机一样，制造厂将电机正铭牌：同步发电机和其他电机一样，制造厂将电机正常运行条件，各种规定数据都印制在铭牌上，常运行条件，各种规定数据都印制在铭牌上，主要有以下数据：主要有以下数据：v额定容量：发电机在正常运行时的输出功率，额定容量：发电机在正常运行时的输出功率，即输出的电功率单位是即输出的电功率单位是KVA或或KW。v额定电压：发电机在正常运行时，定子三相额定电压：发电机在正常运行时，定子三相绕组的线电压，发电机的三相绕组都接受绕组的线电压，发电机的三相绕组都接受Y形接法。单位为形接法。单位为KV或或V。v额定电流：发电机在正常运行时流过三相绕额定电流：发电机在正常运行时流过三相绕组的线电流。组的线电流。v额定功率因数：是指发电机在额定状态下运额定功率因数：是指发电机在额定状态下运行时所发出的有功功率与视在功率的比值。行时所发出的有功功率与视在功率的比值。铭牌：同步发电机和其他电机一样，制造厂将电机正铭牌：同步发电机和其他电机一样，制造厂将电机正常运行条件，各种规定数据都印制在铭牌上，主要有常运行条件，各种规定数据都印制在铭牌上，主要有以下数据：以下数据：v额定频率：发电机在额定运行时输出沟通电的频率。额定频率：发电机在额定运行时输出沟通电的频率。v额定转速：发电机正常运行时的转子转速度。在确额定转速：发电机正常运行时的转子转速度。在确定极数定极数2P及频率及频率f下，转子的转速即为同步转速。下，转子的转速即为同步转速。v额定励磁电压：发电机正常运行时，加在转子励磁额定励磁电压：发电机正常运行时，加在转子励磁绕组两端所必需的电压。绕组两端所必需的电压。v通常电机的铭牌上还会标注：防护等级、励磁电流、通常电机的铭牌上还会标注：防护等级、励磁电流、绝缘等级、转子的允许温升、重量等数据。绝缘等级、转子的允许温升、重量等数据。同步发电机的调控同步发电机的调控 当发电机带纯电阻性负载时，右当发电机带纯电阻性负载时，右图中图中A相绕组中的空载电势和电相绕组中的空载电势和电流同时达到最大值，此时三相电流同时达到最大值，此时三相电流旋转磁场的方向应转到具有最流旋转磁场的方向应转到具有最大电流的绕组大电流的绕组A相的轴线上，它相的轴线上，它的方向垂直于主磁场，故称为交的方向垂直于主磁场，故称为交轴电枢反应。它使主磁场的前一轴电枢反应。它使主磁场的前一半被定子磁场减弱半被定子磁场减弱,而后一半又而后一半又被定子磁场加强被定子磁场加强,一周内合成磁一周内合成磁场平均值不变场平均值不变,发电机输出电压发电机输出电压不变。但使转子磁场增加的一边不变。但使转子磁场增加的一边假如由于铁芯磁通增长到饱和后，假如由于铁芯磁通增长到饱和后，便不再增加，因此在这种状况下，便不再增加，因此在这种状况下，磁场增加的一边所增加的磁通要磁场增加的一边所增加的磁通要比减弱的一边所削减的磁通要少比减弱的一边所削减的磁通要少些，最终合成磁通稍有削减，会些，最终合成磁通稍有削减，会使发电机的电压稍有下降。使发电机的电压稍有下降。同步发电机的调控同步发电机的调控v当负载为纯电感性负载时，当负载为纯电感性负载时，电枢电流落后于电动势电枢电流落后于电动势90度，只有当主磁场的方向转度，只有当主磁场的方向转到右图所示到右图所示A相绕组的轴线相绕组的轴线方向时，方向时，A相的电流才达到相的电流才达到正的最大值，电枢磁场也才正的最大值，电枢磁场也才恰好转到恰好转到A相绕组的轴线上。相绕组的轴线上。此时电枢磁场与磁极磁场在此时电枢磁场与磁极磁场在同一轴线上，但方向相反，同一轴线上，但方向相反，故称为直轴去磁电枢反应，故称为直轴去磁电枢反应，由于去磁效应，使合成磁场由于去磁效应，使合成磁场小于主磁场小于主磁场同步发电机的调控同步发电机的调控v若负载是纯电容性的若负载是纯电容性的,负载负载电流就会超前电枢电动势电流就会超前电枢电动势90,当当A相绕组电流达到正相绕组电流达到正的最大值时，电枢反应磁场的最大值时，电枢反应磁场与主磁场的轴线方向恰好同与主磁场的轴线方向恰好同一轴线上，且方向相同，故一轴线上，且方向相同，故称为直轴增磁电枢反应，由称为直轴增磁电枢反应，由于增磁效应，合成磁场大于于增磁效应，合成磁场大于主磁场。因此主磁场。因此,调控转子磁调控转子磁场的强度就可以调整同步发场的强度就可以调整同步发电机的输出电压改善其带负电机的输出电压改善其带负载实力载实力,从而达到在额定负从而达到在额定负荷范围内稳住发电机输出电荷范围内稳住发电机输出电压的目的。压的目的。维护和检修维护和检修:A.一般维护一般维护v1常常的维护和定期的检修可以刚好发觉和订正存在的常常的维护和定期的检修可以刚好发觉和订正存在的不正常现象，这对于发电机平安运行，乃至削减事故是特不正常现象，这对于发电机平安运行，乃至削减事故是特别必要的。发电机切忌受潮，停用期间宜用蓬布遮盖，以别必要的。发电机切忌受潮，停用期间宜用蓬布遮盖，以防潮气的侵入；内部避开进入金属碎屑、水滴、尘土、水防潮气的侵入；内部避开进入金属碎屑、水滴、尘土、水蒸气或其他有害气体。蒸气或其他有害气体。v2在运行时，应保证通风良好。励磁装置罩盖不行不装，在运行时，应保证通风良好。励磁装置罩盖不行不装，否则，会因风路被破坏而引起励磁装置发热。电机外表面否则，会因风路被破坏而引起励磁装置发热。电机外表面不应有任何覆盖物，以免阻碍通风和散热。运行中还应常不应有任何覆盖物，以免阻碍通风和散热。运行中还应常常留意电机及轴承的温度、振动、有无异响、滑环的火花、常留意电机及轴承的温度、振动、有无异响、滑环的火花、气味变更等状况。配电板上的电压、电流、动力绝缘也须气味变更等状况。配电板上的电压、电流、动力绝缘也须要常常查看。要常常查看。v3发电机负载电流，励磁电流不应超过铭牌上规定的额发电机负载电流，励磁电流不应超过铭牌上规定的额定数据。负载应尽可能匀整安排在三相上，三相负载不对定数据。负载应尽可能匀整安排在三相上，三相负载不对称时，最大一相的负载电流应不超过额定电流。称时，最大一相的负载电流应不超过额定电流。维护和检修维护和检修:B.检修项目检修项目v1检查各绕组绝缘电阻。v测量仪表选用500伏兆欧表。发电机电枢绕组、励磁绕组的绝缘电阻在热状态下(75）应不低于0.4兆欧，在常温下一般应不低于2兆欧。若绝缘电阻低于上述数值，可以用热风吹拂法进行干燥。v2检查轴承润滑脂v若润滑脂变更不匀整，应更换油脂。一般状况下，电机连续运行2000小时左右应更换油脂。换油时应将轴承室内旧油脂全部清除，先用煤油清洗，然后重加新油脂。一般型电机接受钙钠基润滑脂，湿热型电机接受锂基轴承脂。不同牌号的轴承脂不能混合运用。轴承脂加装数量应为轴承室容量的1312，轴承脂过多会引起轴承过热，船用电机轴承应不超过90。维护和检修维护和检修:B.检修项目检修项目v3检查集电环表面质量检查集电环表面质量v假如集电环表面有锈斑或污垢，可用布蘸少量酒精或其他假如集电环表面有锈斑或污垢，可用布蘸少量酒精或其他溶剂擦拭，亦可用砂纸轻磨，若灼痕严峻应在车床上车光，溶剂擦拭，亦可用砂纸轻磨，若灼痕严峻应在车床上车光，加工时应使其与两轴承挡同心，以确保集电环转动时不发加工时应使其与两轴承挡同心，以确保集电环转动时不发生跳动。应常常查看发电机电刷下有无不正常的火花。正生跳动。应常常查看发电机电刷下有无不正常的火花。正常火花应不超过常火花应不超过1又又14级（电刷边缘小部分有断续的几级（电刷边缘小部分有断续的几点点状火花，换向器上没有黑痕及电刷上没有灼痕）。点点状火花，换向器上没有黑痕及电刷上没有灼痕）。v4检查电刷压力检查电刷压力v电刷与刷握框的协作应松紧合适，可以用弹簧秤测电刷压电刷与刷握框的协作应松紧合适，可以用弹簧秤测电刷压力，标准压力应为力，标准压力应为0.20.25千克平方厘米。电刷磨损严千克平方厘米。电刷磨损严峻应予更换，更换的新电刷与集电环接触面以细砂纸研磨峻应予更换，更换的新电刷与集电环接触面以细砂纸研磨成弧形，重装电刷时应使电刷中心线通过转轴横断面中心。成弧形，重装电刷时应使电刷中心线通过转轴横断面中心。刷握框离开集电环边缘应保持刷握框离开集电环边缘应保持2-3毫米的距离。电刷轴向毫米的距离。电刷轴向中心线应与集电环中心线重合。中心线应与集电环中心线重合。维护和检修维护和检修:B.检修项目检修项目v5内部检查内部检查v定期检查发电机及励磁装置上各螺栓是否定期检查发电机及励磁装置上各螺栓是否紧固。拆开发电机，检查内部并用干燥压紧固。拆开发电机，检查内部并用干燥压缩空气吹净，要彻底揩尽导电表面积尘，缩空气吹净，要彻底揩尽导电表面积尘，以防沿面放电。各线圈表面以及风扇内部以防沿面放电。各线圈表面以及风扇内部也应彻底清理，以保证有效的通风和散热。也应彻底清理，以保证有效的通风和散热。人工转动转子，应敏捷而无任何擦碰现象，人工转动转子，应敏捷而无任何擦碰现象，如有擦碰现象应马上查出缘由，并进行处如有擦碰现象应马上查出缘由，并进行处理。理。同步发电机的拆装同步发电机的拆装v同步发电机的拆装与异步电动机大致相同，同步发电机的拆装与异步电动机大致相同，但由于发电机重量大，拆装时应留意不要碰但由于发电机重量大，拆装时应留意不要碰伤。拆装同步发电机所须要的工具有：梅花伤。拆装同步发电机所须要的工具有：梅花扳手、开口扳手、十字起、平口起、记号笔、扳手、开口扳手、十字起、平口起、记号笔、硬木方、铜棒、软毛刷、三脚拉马、绳索、硬木方、铜棒、软毛刷、三脚拉马、绳索、硬纸板、棉布、油盘、油毛巾、电器专用清硬纸板、棉布、油盘、油毛巾、电器专用清洁剂、起重葫芦、摇表。洁剂、起重葫芦、摇表。同步发电机的拆装同步发电机的拆装:A.拆解拆解v1.对发电机的外表进行清洁，检查吊耳好坏。对发电机的外表进行清洁，检查吊耳好坏。v2.将发电机的三相电压输出线将发电机的三相电压输出线U、V、W从接线桩头上拆下，从接线桩头上拆下，做好记号，将励磁线做好记号，将励磁线L1L2，S1S2（绕组抽头至单相桥式整（绕组抽头至单相桥式整流，作励磁电压）从桩头上拆下，做好记号，测量励磁绕组流，作励磁电压）从桩头上拆下，做好记号，测量励磁绕组和定子绕组的绝缘，做好记录。和定子绕组的绝缘，做好记录。v3.拆除发电机的地脚螺栓，将发电机与飞轮联接螺栓拆除，拆除发电机的地脚螺栓，将发电机与飞轮联接螺栓拆除，做好记号，将发电机移至机舱空旷处。做好记号，将发电机移至机舱空旷处。v4.在发电机机座下垫上厚约在发电机机座下垫上厚约5CM左右的木方。左右的木方。v5.用三角拉马将弹性联接法兰从电机输入轴上拆下。用三角拉马将弹性联接法兰从电机输入轴上拆下。v6.拆下电机防护罩拆下电机防护罩同步发电机的拆装同步发电机的拆装:A.拆解拆解v7.从碳刷架上取出碳刷，拆下碳刷架。从碳刷架上取出碳刷，拆下碳刷架。v8.拆下电机的前后轴承盖及前后端盖螺栓。拆下电机的前后轴承盖及前后端盖螺栓。v9.用紫铜棒敲击前后端盖，将前后端盖从电机上拆下，拆端用紫铜棒敲击前后端盖，将前后端盖从电机上拆下，拆端盖时要留意不能碰伤突出在电机铁芯外面的定子线圈。盖时要留意不能碰伤突出在电机铁芯外面的定子线圈。v10.将转子从定子中取出，取出转子时，要在发电机定子、将转子从定子中取出，取出转子时，要在发电机定子、转子间垫以纸板，以防损伤铁芯和绕组。有条件的状况，应转子间垫以纸板，以防损伤铁芯和绕组。有条件的状况，应用假轴（内径和轴颈差不多的钢管）将转子平稳取出。用假轴（内径和轴颈差不多的钢管）将转子平稳取出。v11.转子取出后，应放置在硬木衬垫上，衬垫放在轴颈或转子转子取出后，应放置在硬木衬垫上，衬垫放在轴颈或转子的铁心下面，不得垫在滑环下面，以防滑环受压变形。转子的铁心下面，不得垫在滑环下面，以防滑环受压变形。转子取出后，滑环要用硬纸或棉布包扎起来，以防碰坏。取出后，滑环要用硬纸或棉布包扎起来，以防碰坏。同步发电机的拆装:B.装配v装配前应对发电机的定子和转子清洁检查，装配前应对发电机的定子和转子清洁检查，主要检查项目有：定子和转子的绝缘漆的主要检查项目有：定子和转子的绝缘漆的目视检查；磁极外表面检查，有无扫膛的目视检查；磁极外表面检查，有无扫膛的现象；电机轴承检查，润滑脂有无变质，现象；电机轴承检查，润滑脂有无变质，有的话要除尽变质的润滑脂，才能更换新有的话要除尽变质的润滑脂，才能更换新的润滑脂，有走外圆或磨损严峻的状况要的润滑脂，有走外圆或磨损严峻的状况要进行更换。检查碳刷的状况，碳刷压力不进行更换。检查碳刷的状况，碳刷压力不够时，应更换同型号的碳刷，更换前应依够时，应更换同型号的碳刷，更换前应依据滑环的弧度，对碳刷进行打磨，装复后据滑环的弧度，对碳刷进行打磨，装复后应再次对电机的定转子绝缘电阻进行测量。应再次对电机的定转子绝缘电阻进行测量。试车时还要留意碳刷的火花等级。试车时还要留意碳刷的火花等级。