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绪论 一、电机在国民经济中的作用： 1、电能的生产、传输和分配中的主要设备 2、各种生产机械和装备的动力设备 3、自动控制系统中的重要元件 二、电机及电机学概念 1、电机定义： 是指依据电磁感应定律实现电能的转换或传递的一种电磁装置。 2、电机分类：按运动方式分类 静止电机-----------------变压器 电机 直流电机 旋转电机 异步电机 交流电机 同步电机 按功能分类： 发电机：把机械能转换为电能 电动机：把电能转换为机械能 变压器、变频器、变流器、移相器：分别用于 改变电能的电压、频率、电流及相位 3、电机中的材料 1）导电材料：线圈（铜、铝） 2）导磁材料：铁磁材料（重点介绍） 3）结构材料：铸铁、铸钢和钢板等 4）绝缘材料：聚酯漆、环氧树脂、 玻璃丝带、 电工纸、云母片等（A、E、 B、F、H、C） 三、电机中的基本电磁定律 1.磁路中的几个基本定律 ①全电流定律—安培环路定律 工程上： 线圈： 电流方向的判断： 电流方向与闭合回路环绕方向符合右手螺旋关系时为正,反之为负 ②磁路的基尔霍夫第一定律： *说明磁通是连续的。 ③磁路的基尔霍夫第二定律： ④磁路欧姆定律： *铁磁材料的不为常数。 2.电路中的两个基本定律 ①基尔霍夫第一定律： ②基尔霍夫第二定律： 3.电磁感应定律 变压器电动势：同上； 运动电动势： *判断方向：右手定则 右手四指并拢与大拇指垂直分开，磁力线垂直穿过手心，大 拇指指运动方向，四指则是感应电动势方向。 4.电磁力定律： *判断方向：左手定则（主要用于分析旋转电机的电磁转矩） 左手四指并拢与大拇指垂直分开，磁力线垂直穿过手心，四指指向电流方向，大拇指则是受力方向。 5．能量守恒定理 第一章 概述 一、同步发电机的基本结构 （以隐极同步电机为例） 主要结构部件：定子、转子、端盖、轴承； ①定子：定子铁心、电枢绕组、机座以及若干 紧固连接部件构成； ②转子：铁心、激磁绕组、护环、中心环、滑环（集电环）和阻尼绕组 汽轮发电机的主要结构部件包括：定子机座、定子铁芯、定子绕组、转子本体、转子绕组、定子端盖等。图为发电机的总装配图，发电机采用定子空外冷、转子空内冷，密闭空气自通风循环冷却。 定子绕组（电枢绕组），是发电机进行能量转换的心脏部位。 定子铁芯是电机的主要部件，它起着构成主磁路和固定定子绕组的重要作用。一般要求导磁性能好，损耗低，刚度好，振动小，并在结构及通风系统布置上能有良好的冷却效果。 发电机定子槽内结构 1槽楔； 2波纹板； 3—热弹性绝缘 汽轮发电机转子的作用是传递汽轮机供给的负载转矩，支撑旋转的励磁线圈，形成良好的磁通路径和转子散热通道，因此对转子结构、材料、加工工艺要求较高。汽轮发电机转子采用隐极式。 图1.1 发电机结构总图 基本结构形式 型式 旋转电枢式： 旋转磁极式： （大部分采用） 只用于小容量电机； 隐极式：气隙均匀，适于高速旋转，与汽轮机组合； 凸极式：气隙不均匀，旋转时阻力大，转速低，与水轮机合 二、同步发电机的额定值 ①额定容量PN（MW）：是该台电机安全运 行的最大允许输出功率； ②额定电压UN(kV)：是该台电机长期安全工作的最高电压，指线电压； ③额定电流IN（A）：是该台电机正常连续运行的最大工作电流，指线电流； ④额定频率fN ：我国标准工频为50 Hz。 ⑤额定功率因数 ：指电机在额定运行时的功率因数。 3.额定值之间的关系： 第二章同步发电机的运行原理及运行特性 2-1 同步发电机的空载运行 2-2 对称负载时的电枢反应 2-3 同步电抗的概念 2-4 隐极式同步发电机的电动势方程式和向量图 2-5 凸极式同步发电机的电动势方程式和向量图 2-6 同步发电机的空载、短路、零功率因数特性及电抗测定 2-7 同步发电机的外特性和电压变化率 2-1 同步发电机的空载运行 空载运行——同步发电机被原动机拖动到同步转速，转子绕组通入直流励磁电流，定子绕组开路（定子电流为零） 励磁磁动势（或主极磁动势） 主磁通Φ0