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当旋转磁场以同步转速n1开始旋转时,转子因机械惯性尚未转动,转子的瞬间转速n=0,这时转差率s=1。转子转动起来之后,n>0,(n1-n)差值减小,电动机的转差率s<1。如果转轴上的阻转矩加大,则转子转速n降低,即异步程度加大,才能产生大的感应电动势和感应电流,产生大的电磁转矩,这时转差率s增大。异步电动机运行时0同步电动机的结构和原理同步电动机的基本结构同步电动机的定子称为电枢,结构与三相异步电动机的定子相同,由定子铁芯、定子绕组、机座和端盖等组成。定子铁芯由硅钢片组成,铁心槽内嵌入三相对称绕组。转子由转子铁芯、励磁绕组、启动绕组和转轴组成。转子铁芯由铸钢或锻钢制成,上面绕有励磁绕组。励磁绕组与励磁电源相连,接入励磁电流。启动绕组由嵌装于磁表面的铜条组成,铜条两端用铜环连接,同异步电动机的鼠笼型转子相同。三相同步电动机的转子有隐式和凸式两种。
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由该相量图可推导出同步发电机的功率特性方程。Ed纵轴同步电势,也叫空载电势,是仅由励磁绕组的励磁磁势在定子中所感应的电势。如果不计及饱和,它是和励磁电流成正比的;uf电机的端电压;us无限大系统母线电压;I定子电流,它分解为纵轴电流Id及横轴电流Iq;Xd纵轴同步电抗;Xq横轴同步电抗;发电机的内功率因数角;wf发电机的功率因数角;ws无限大系统端的功率因数角;df功率角,df有双重的物理意义,一个意义是电势Ed和端电压uf间的相角差,另一个意义是产生电势Ed的转子主磁通0和产生端电压uf的合成磁通之间的相角差(为0与k的相量和,而k为定子电枢反应磁通加漏磁通);
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同步发电机按所用原动机的不同分为汽轮发电机、水轮发电机和柴油发电机 3种。它们结构上的共同点是除了小型电机有用永久磁铁产生磁场以外,一般的磁场都是由通直流电的励磁线圈产生,而且励磁线圈放在转子上,电枢绕组放在定子上。因为励磁线圈的电压较低,功率较小,又只有两个出线头,容易通过滑环引出;而电枢绕组电压较高,功率又大,多用三相绕组,有3个或4个引出头,放在定子上比较方便。
为此加强电机的冷却。所以5~10万千瓦以上的汽轮发电机都采用了冷却效果较好的氢冷或水冷技术。70年代以来,汽轮发电机的大容量已达到130~150万千瓦。从1986年以来,在高临界温度超导电材料研究方面取得了重大突破。超导技术可望在汽轮发电机中得到应用,这将在汽轮发电机发展史上产生一个新的飞跃。柴油发电机柴油发电机由内燃机驱动的发电机。它起动迅速,操作方便。但内燃机发电成本较高,所以柴油发电机组主要用作应急备用电源,或在流动电站和一些大电网还没有到达的地区使用。
从表计的指示上来看振荡或失步有以下现象:定子电流表的指针剧烈摆动,电流有可能超过正常值;发电机电压表和其它母线电压表的指针剧烈摆动,且经常是降低;有功电力表的指针在全刻度摆动;转子电流表的指针在正常值附近摆动.在事故情况下往往是并列运行着的各台电机的表计都在摆动,这可以从以下几方面来区别:由于本厂发生事故引起的失步,总可以从本厂的操作原因或故障地点来判定哪一台有关机组可能失步;一般来说,失步电机的表计摆动幅度比别的电机厉害;失步电机有功电力表的摆动是全刻度的,甚至撞到两边的针档,而其它机组则在正常负荷值左右摆动,而且当失步电机的有功电力表的表针摆向零或负时,其它电机的表针则摆向正的指示值大的一侧,即两者摆向正好相反.若发生趋向稳定的振荡,即愈振荡愈小,则不需要操作什么,振荡几下就过去了,只要做好处理事故的思想准备就行.若造成失步时,则要尽快创造恢复同期的条件.一般可采取下列措施: