同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組匝間短路計(jì)算及保護(hù)的研究

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勵(lì)磁繞組（也叫激磁繞組）是可以產(chǎn)生磁場(chǎng)的線圈繞組。一般在電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)內(nèi)，有串勵(lì)和并勵(lì)之分。發(fā)電機(jī)內(nèi)用勵(lì)磁繞組，可以替代永磁體，可以產(chǎn)生永磁體無法產(chǎn)生的強(qiáng)大的磁通密度，且可以方便調(diào)節(jié)，從而可以實(shí)現(xiàn)大功率發(fā)電。

在電機(jī)的定，轉(zhuǎn)子繞組中，將空載時(shí)產(chǎn)生氣隙磁場(chǎng)的繞稱為勵(lì)磁繞組（或激磁繞組）;將另一產(chǎn)生功率轉(zhuǎn)換（吸收或出有功功率）的繞組稱為電樞繞組?？梢姡l(fā)電機(jī)的勵(lì)磁組就是轉(zhuǎn)子繞組，而定子繞組則是電樞繞組。異步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)繞組是定子繞組，而基本處于短路狀態(tài)下的轉(zhuǎn)子繞組則是電樞組。

勵(lì)磁繞組有單波繞組和復(fù)波繞組。單波繞組的特點(diǎn)是將同極性下的所有線圈按一定規(guī)律全部串聯(lián)起來，形成一條并聯(lián)支路。所以整個(gè)電樞繞組只有兩條并聯(lián)支路。波繞組線圈的換向器節(jié)距式中P為磁極對(duì)數(shù)；k為換向片數(shù)；a為使Ys等于整數(shù)的正整數(shù)，它等于波繞組的并聯(lián)支路對(duì)數(shù)。單波繞組的a=1，而a=2的復(fù)波繞組稱雙波繞組，它可以看成是由兩個(gè)單波繞組并聯(lián)而成的復(fù)波繞組，故有4條并聯(lián)支路；a》2者可類推，但用得很少。波繞組從并聯(lián)電路連接原理上說，只需兩組電刷，即一組正電刷和一組負(fù)電刷。

電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁繞組

電動(dòng)機(jī)是利用導(dǎo)線切割磁力線感應(yīng)出電勢(shì)的電磁感應(yīng)原理，將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能變?yōu)殡娔茌敵?。同步發(fā)電機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成。定子是發(fā)出電力的電樞，轉(zhuǎn)子是磁極。定子由電樞鐵芯，均勻排放的三相繞組及機(jī)座和端蓋等組成。轉(zhuǎn)子通常為隱極式，由勵(lì)磁繞組、鐵芯和軸、護(hù)環(huán)、中心環(huán)等組成。汽輪發(fā)電機(jī)的極數(shù)多為兩極的，也有四極的。轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁繞組通入直流電流，產(chǎn)生接近于正弦分布磁場(chǎng)（稱為轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)），其有效勵(lì)磁磁通與靜止的電樞繞組相交鏈。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)隨同一起旋轉(zhuǎn)、每轉(zhuǎn)一周，磁力線順序切割定子的每相繞組，在三相定子繞組內(nèi)感應(yīng)出三相交流電勢(shì)。發(fā)電機(jī)帶對(duì)稱負(fù)載運(yùn)行時(shí)，三相電樞電流合成產(chǎn)生一個(gè)同步轉(zhuǎn)速的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。定子磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)相互作用，會(huì)產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。從汽輪機(jī)輸入的機(jī)械轉(zhuǎn)矩克服制動(dòng)轉(zhuǎn)矩而作功。發(fā)電機(jī)可發(fā)出有功功率和無功功率。所以，調(diào)整有功功率就得調(diào)節(jié)汽機(jī)的進(jìn)汽量。轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的強(qiáng)弱直接影響定子繞組的電壓，所以，調(diào)發(fā)電機(jī)端電壓或調(diào)發(fā)電機(jī)的無功功率必須調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子電流。發(fā)電機(jī)的有功功率和無功功率幾何相加之和稱為視在功率。有功功率和視在功率之比稱為發(fā)電機(jī)的功率因數(shù)（力率），發(fā)電機(jī)的額定功率因數(shù)一般為0.85。

直流電機(jī)中的勵(lì)磁繞組跟電樞繞組的作用分別是什么？

電動(dòng)機(jī)的作用是將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。電動(dòng)機(jī)分為交流電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)兩大類。

（一） 交流電動(dòng)機(jī)及其控制

交流電動(dòng)機(jī)分為異步電動(dòng)機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)兩類。異步電動(dòng)機(jī)按照定子相數(shù)的不同分為單項(xiàng)異步電動(dòng)機(jī)、兩相異步電動(dòng)機(jī)和三相異步電動(dòng)機(jī)。三相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。

1. 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造也分為兩部分定子與轉(zhuǎn)子。

（1）定子

定子是電動(dòng)機(jī)固定部分作用是用來產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。它主要由定子鐵心、定子繞組和機(jī)座組成。

（2）轉(zhuǎn)子

轉(zhuǎn)子是重點(diǎn)掌握的部分轉(zhuǎn)子有兩種鼠籠式與繞線式。掌握他們各自的特點(diǎn)與區(qū)別。鼠籠式用于中小功率100k以下的電動(dòng)機(jī)，他的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，使用維護(hù)方便。繞線式可以改善啟動(dòng)性能和調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，定子與轉(zhuǎn)子之間的氣隙大小，會(huì)影響電動(dòng)機(jī)的性能，一般氣隙厚度為0.2-1.5mm之間。

掌握定子繞組的接線方法。

2. 三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理

掌握公式n1=60f/P、S=（n1-n）/n1、n=（1-S）60f/P，同時(shí)明白它們的意義（很重要），要能夠靈活運(yùn)用這些公式進(jìn)行計(jì)算。同時(shí)記?。和ǔｋ妱?dòng)機(jī)在額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)差率SN約為0.01-0.06。

3. 三相異步電動(dòng)機(jī)銘牌上的數(shù)據(jù)

（1）型號(hào)：掌握書上的例子。

（2）額定值：一般了解掌握額定頻率和額定轉(zhuǎn)速我國的頻率為50赫茲。

（3）連接方法：有Y型和角型。

（4）絕緣等級(jí)和溫升：掌握允許溫升的定義。

（5）工作方式：一般了解。

4. 三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性

掌握額定轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩與啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的關(guān)系。書上的公式要掌握并能靈活運(yùn)用進(jìn)行計(jì)算。同時(shí)記住以下內(nèi)容

1,在等速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩必須和阻轉(zhuǎn)矩相平衡。

2,當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩增大時(shí)最初瞬間電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩T3一般三相異步電動(dòng)機(jī)的過載系數(shù)是1.8-2.2 。

4,電動(dòng)機(jī)剛啟動(dòng)時(shí)n=0，s=1.

5,三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)

(1) 直接起動(dòng)

啟動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)差率為1轉(zhuǎn)子中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)很大轉(zhuǎn)子電流也很大。當(dāng)電動(dòng)機(jī)在額定電壓下啟動(dòng)時(shí)稱為直接啟動(dòng)直接啟動(dòng)的電流約為額定電流的5-7倍。一般來說額定功率為7.5kw以下的小容量異步電動(dòng)機(jī)可直接起動(dòng)。

直接起動(dòng)控制線路所用電器包括組合開關(guān)、按鈕、交流接觸器中間繼電器、熱繼電器及熔斷器。掌握它們各自的特點(diǎn)同時(shí)掌握熔斷器熔絲額定電流的計(jì)算。

直接起動(dòng)控制電路掌握其控制原理。

(2）鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的降壓起動(dòng)。

掌握星型-角型起動(dòng)和自耦變壓器降壓起動(dòng)的工作原理

（3）繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)

6. 三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制7. 三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速

該部分較重要，要對(duì)公式理解。改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速有三種可能，即改變頻率、改變繞組的磁極對(duì)數(shù)或改變轉(zhuǎn)差率。

8. 同步電動(dòng)機(jī)

（1）同步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造要與異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行對(duì)比區(qū)分。

（2）同步電動(dòng)機(jī)的工作原理

了解同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是恒定的不隨負(fù)載而變化。同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是不能調(diào)節(jié)的。來源：電子發(fā)燒友