发电机的资料一篇又一篇,总是学得快忘得也快。还是留在网上吧,以备查看。
仍然是翻译的国外文献资料,而且也不大全,草草翻译的,质量也就是那么回事,反正自
己能看懂就行啦。括号里面的内容是自己加上去的。插图都在照片库里。
同步电机
本文主要讨论同步凸极式发电机,如无特殊说明,文中“发电机”就是指同步凸极式发电机。
1.同步发电机与同步电动机的共同点
1.1工作原理大致相同
1.2不同点:1)定子电流方向;2)功率流向
1.3石油天然气工业中所使用的同步发电机与电动机们结构都差不多。只是由于安装方式
和所处环境不同在外观上可能有所区别。
1.4同步发电机一般不设置于危险环境,偶尔会有同步电动机适用于危险环境中。在危险
环境中一般使用感应式电动机。
1.5同步发电机的转子有“凸极式”和“隐极式”两种,而同步电动机一般都是“凸极式”。4 极
以上同步电机一般使用“凸极式”。
1.6二极同步发电机一般使用隐极式转子,使用蒸汽轮机或燃气轮机带动,转速一般为
3600 转(60Hz)和 3000 转(50Hz),功率一般在 30 兆瓦以上。
1.7冷却方式和轴承通常都差不多。
2.发电机的工作原理
2.1定子,也称为“电枢”,由三相交流绕组组成。转子,也称为“磁场”,是直流励磁或磁场
绕组。磁场绕组与轴同速旋转,产生发电机的主磁通。
2.2转子和定子之间最基本的磁作用是切向拉力。在发电机中,转子磁极带动定子磁场围
绕着它旋转。电动机中,定子磁极拉动转子磁场围绕着它旋转。这种相互作用好似拉伸弹
簧一样,功率越大,拉力越大,定、转子磁场轴之间的位置相差越远。
2.3当发电机没有连接负载,以额定转速运行时,在铁心里穿过气隙存在着额定旋转磁通。
这个磁通切割定子绕组并感应出额定的电动势,并从定子绕组的终端处产生额定的电压。
2.4当发电机连接三相负载时,定子电枢开始有电流流动,产生定子磁通并反作用于气隙
中的转子磁通,气隙中的磁通量随之减少,导致定子终端产生电压降。此电压降可以通过
加大励磁电流从而增强磁场强度来补偿。这种定子电枢中电流对气隙磁通的反作用称为“电
枢反应”,从而引出同步电抗或称之为“导出电抗”的概念,将在第 4 节中继续进行详述。而
稳态和瞬态的电枢反应可以参见附录 7(没有附录。。。。。),并在下文中进行简单描
述。
2.4.1稳态电枢反应
在不考虑气隙中旋转磁场存在谐波的情况下(实际上难免会存在谐波成分,尤其是凸极
式发电机,但是在本节所考虑的问题中,忽略它是可以被接受的),由旋转磁场绕组所产
生的磁通量在转子磁极附近穿过气隙呈正弦分布。
如果定子绕组(可以看作是由很多匝线圈串联而成的电路)没有连接负载时,绕组终端
的开路感应电动势相当于所有线匝的开路感应电动势之和。闭合负载的开关将产生一个稳
态的电流流过定子绕组,每一匝线圈都产生磁通而他们的总磁通反作用于转子磁通,从而
气隙中的磁通将会减少。由气隙磁通产生的感应电动势使电流通过绕组的漏电抗和绝缘电
阻流动。由此种绕组阻抗造成的电压降相对于气隙电压来讲比较小。气隙电压减去此电压
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