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同步汽油发电机的工作原理

发布时间2017-11-11 08:59  来源:汽油发电机   作者: 查看:

同步汽油发电机的工作原理

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2016-01-06

需要作汽油发电机运行时,原动机驱动同步汽油发电机转子以同步速n1,旋转(即n-n1),在气隙中形成旋转磁场,其磁动势为Ff,气隙磁通密度为Bf,与气隙磁通密度的基波对应的等效正弦波励磁磁动势可用空间矢量Ff表示。定子三相绕组切割该旋转磁场,感应空载电动势E0,感应电动势的频率(Hz)为同步发电机负载后,定子三相交流绕组(亦称电枢绕组)出现电枢电流I,伴随产生电枢磁场,其磁动势为Fa。这时,空间矢量Ff在前,Fa在后。

    作电动机运行时,定子三相交流绕组(电枢绕组)接三相电源。如前所述,定子产生三相合成旋转磁场Fq,依靠磁拉力驱动直流励磁的转子同速同向旋转。这时,空间矢量Fa在前,Ff在后。由于无论何种运行状态,Fa与Ff始终是同速同向旋转,故Fa与Ff相对静止,形成气隙合成磁动势为Fa。由此可见,同步发电机空载时气隙磁场为Fa =Ff,负载后气隙磁场Fδ一Fr+Fa。电枢磁动势的基波Fδ对气隙磁动势基波Fa的影响称为电枢反应。  

 由于转子励磁绕组不切割磁场,故在绕组励磁绕组内不产生感应电动势。导体在磁场中做切割磁力线运动时,导体中将感应电动势。当导体接成闭合回路时,回路中就有

电流通过。同步发电机即是利用这个电磁感应原理制成的。

    图2-9所示为同步发电机工作原理示意图。定子上装有UIU2、Vl V2、WIW2三相对称定子绕组,它们在空间上互差120。电角度,分布放置在定子铁心

槽内,每相绕组的结构、参数都完全相同。转子具有p对磁极(图2-9中p=l),磁极上装有励磁绕组。当直流电源通过电刷和集电环接入转子绕组后,转子绕组中就有直流励磁电流通过,产生主磁通。主磁通的磁路如图2-9中虚线所示,由转子的N极经气隙、定子铁心,再经过气隙进入转子的S极。

    当原动机驱动发电机的转子以转速nl按图2-9所示方向做恒速旋转时,定子三相绕组依次切割磁力线,三相绕组分别感应出大小相等,时间上彼此相差120。电角度的交流电动势。若气隙磁通密度按正弦规律分布,则三相绕组的感应电动势也为正弦波,即

    三相交流电动势的波形如图2-10所示。

 

    交流感应电动势的频率与发电机的磁极对数p和转子的转速n有关。当转子为一对磁极,即p=l时,转子旋转一周,定子绕组中感应电动势正好交变一次,即一个周期;当同步发电机转子有p对磁极时,转子旋转一周,定子绕组感应电动势就交变了p个周期;当转子的转速为每分钟n转时,则感应电动势每秒交变pn/60次,即感应电动势的频率为    式(2-9)表明,同步发电机极对数p、转速n-定时,则定子绕组感应电动势的频率一定,这是同步发电机的基本特点之一。

    我国电力系统的标准频率为50Hz。因此,当汽轮发电机的转速n一3000r/min时,极

对数为1;当水轮发电机的转速n一125 r/min时,则极对数p=24。

    当同步发电机三相定子绕组接上三相对称负载时,三相对称绕组中流过三相对称电流,

在气隙中产生一个旋转磁场,它的转速n,=60 f1/p,即定子旋转磁场的转速与同步发电机

转子的转速相等,所以称为同步发电机。

 



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