同步交流发电机的基本知识
同步交流发电机的基本知识
柴油发电机组的同步交流发电机按基本结构可分为旋转电枢式、旋转磁极式两种类型，两者虽然结构有所不同，但基本原理是相同的，即磁场与导体的相对运动，切割磁力线，导体产生感应电动势。无刷同步交流发电机的基本结构分为两大部分，即静止部分和转动部分。静止部分称为定子，包括机座、定子铁心、定子绕组、端盖、轴承盖及交流励磁机的钉子等；转动部分称为转子，包括转子铁心、磁极绕组、转轴、轴承、风扇、交流励磁机的电枢及旋转整流器等。
1、同步交流发电机的工作原理是基于电磁感应定律：当穿过闭合导体回路所包围面积的磁通量发生变化时，在回路中都会出现感应电动势，而且感应电动势的大小总是与磁通量对时间的变化率成正比。同步概念是指：f=pn/60，当发电机的极对数（p）和转速（n）一定时，发电机交流电动势的频率是一定的。也就是说，同步发电机具有转子转速和交流电频率之间保持严格不变的关系。
2、交流电动势大小：E=BLV=Knφ
3、对于三相发电机来说，额定电压、额定电流、额定功率之间的关系：PN=√3√UNINcosφ
4、同步发电机的外特性一般指在内电势不变的情况下，负载电流变化时，发电机机端电压变化的曲线，主要是测试发电机的纵轴同步电抗，也就是发电机的内阻抗，是同步发电机带负载能力的重要指标。但同步发电机多采用可控硅快速励磁和阻尼绕组，其纵轴同步电抗多为暂态值，远远小于稳态值。此外由于励磁系统的调节作用，外特性是可以人工制造出来，可以是正的或负的，正的外特性就是机端电压随负载电流增长而降低，负的就是机端电压随负载电流增长而提高，一般励磁系统都可以在正负15%的范围内调节。
5、旋转磁极式（大多数同步发电机）：磁极在转子上，电枢绕组在定子上。转子又分为：隐极：高速电机（汽轮机）、分布绕组；凸极：低速电机（水轮机）、集中绕组。旋转电枢式（小容量或特殊用途，如同步电机交流励磁机）：磁极在定子上，电枢绕组在转子上。
6、电机不接负载时，电枢电流为零，称为空载运行。此时电机定子的三相绕组只有励磁电流
感生出的空载电动势（三相对称），其大小随的增大而增加。但是，由于电机磁路铁心有饱和现象，所以两者不成正比（图1）。反映空载电动势与励磁电流关系的曲线称为同步发电机的空载特性。
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