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目 录
摘 要 I
Abstract II
第1章 绪 论 1
1.1总述 1
1.2 同步发电机的发展与趋势 2
1.3 同步电机的运行特点 2
1.4 同步发电机的用途和类型 3
第2章 同步发电机的研究 4
2.1 同步发电机的基本类型 4
2.2 同步发电机的基本机构 6
2.2.1发电机的定子结构 6
2.2.2发电机的转子结构 6
2.2.3电机的端盖、轴承盖 8http://www.16sheji8.cn/
2.3同步发电机的运行原理和运行特性 8
第3章 同步发电机电磁设计 10
3.1 电磁设计要点 10
3.1.1主要尺寸的选择 10
3.1.2电磁负荷的选择 10
3.1.3气隙长度的确定 11
3.1.4定转子槽数及槽形 11
3.1.5绕组设计 12
3.1.6磁极结构的选择 12
3.1.7磁极形状的选择 15
3.1.8磁路计算 15
3.1.9参数计算 16
3.1.10损耗及效率 17
3.1.11额定功率的选定 17
3.2 同步发电机电磁计算程序 18
3.2.1额定数据和主要尺寸 18
3.2.2定子绕组 19
3.2.3定子槽型尺寸(选取梨型槽) 20
3.2.4磁路计算 21
3.2.5稳态参数 25
3.2.6额定负载时励磁磁动势和励磁绕组 27
3.2.7阻尼绕组设计 29
3.2.8损耗与效率 30
3.2.9瞬态参数和时间常数 31
3.2.10有效材料 33
3.2.11主要性能指标 34
结束语 35
参考文献 36
致谢 37
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交流同步发电机
摘 要：电力工业是一种先行工业，只有当电力工业的增长率高于其他工业的发展速度，并重视高效、节能原则，才能促使整个国民经济全面较快地增长。想信在今后，电力和电机制造工业将会得到更快的发展。
同步发电机由主发电机、交流励磁机和旋转整流装置等主要部分组成。发电机转子、励磁机电枢和旋转整流装置都装在同一轴上一起旋转，励磁机磁极固定在定子内侧。同步发电机内装有同轴安装的旋转电枢式励磁机，它提供三相电流，这个三相电流被转子上安装的旋转整流模块整流成直流电，然后送至主发电机的转子绕组。而交流同步发电机的基本型式分为旋转电枢式和旋转磁场式两种。这两种发电机在结构上虽然有所不同;但其基本原理却是一样的,即磁场与导体只要产生相对运动并切割磁力线,就能在导体中产生感应电动势.在交流同步发电机中,铁心及其在铁心槽中用来产生感应电动势并接通负载供给交流电流的绕组的总称称为电枢.由于它是交流同步发电机进行能量转化和传递的枢纽,所以将它称为电枢。
关键词：交流同步发电机、励磁机、旋转整流装置、电枢
AC synchronous generatorhttp://www.16sheji8.cn/
ABSTRACT:The electric power industry is one advance industry.，Only has when electric power industry rate of increment is higher thanother industries the development speed, and takes, the energyconservation principle highly effective, can urge the entire nationaleconomy to be comprehensive comparatively quickly grows. Will want to believe in next, the electric power and the electricalmachinery manufacture industry will be able to obtain a quickerdevelopment.
The synchro generator is composed of major components such as main-generator , the commutation device exchanging an exciter and rotating. Both dynamo rotor , excitation electromechanical pivot and revolution commutation device pretend to rotate together on the same axis,the exciter magnetic pole fixes in stater inner side. The synchro generator inner pretends to dyadic exciter of revolution armature having coaxial installation, and then it is provided three-phase electric current , this three-phase electric current is become direct current by the revolution commutation module commutation assembling on the rotator, give the rotator till main-generator a winding. AC synchronous generator is the basic pattern-rotating armature and rotating magnetic field-two This two kinds generators are unlike on structure though having an institute; Whose basal principle is the same but but , is that the magnetic field and the conductor can produce an induced electromotive force in the conductor as long as producing relative motion and cutting magnetic lines of flux.The generator is middle in exchange synchronism, core and the Core tank used to produce induced electromotive force and the load connected to the AC current supply winding collectively known as the armature. As it is AC synchronous generator for energy conversion and transfer hub, it will be called the armature. http://www.16sheji8.cn/
Keywords : AC synchronous generator、exciter、rotating rectifier devices、the armature
第1章 绪论
1.1 总述
电能是现代社会最主要的能源之一。发电机是将其他形式的能源转换成电能的机械设备，它由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动，将水流，气流，燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机，再由发电机转换为电能。发电机在工农业生产，国防，科技及日常生活中有广泛的用途。
发电机的形式很多，但其工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律。因此，其构造的一般原则是：用适当的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路，以产生电磁功率，达到能量转换的目的。
在自然界各种能源中，电能具有大规模中生产、远距离经济传输、智能化自动控制的突出特点，它不但已成为人类生产和生活的主要能源，而且对近代人类文明的产生和发展起到了重要的推动作用。与此呼应，作为电能生产、传输、使用和电能特性变换的核心装备，电机在现代社会所有行业和部门中也占据着越来越重要的地位。
一个国家电机工业的发展水平，常以它能够为电力工业提供多少和提供什么样的发电装备作为主要的衡量标志。同步电机是一种常用的交流电机。它的特点是稳态运行时，转子的转速n与电网频率f之间具有固定不变的关系，即同步转速。若电网的频率不变，则稳态时同步电机的转速恒为常值而与负载的大小无关。从原理上看，同步电机既可用作发电机，也可作为电动机或补偿机。现代发电站中的交流发电机几乎全部都是同步发电机，在工矿企业和电力系统中同步发电机也得到了极大的利用。按结构型式，同步发电机可以分为旋转电枢式和旋转磁极式两类。在旋转磁极式电机中，按照主极的形状又可以分为隐极式和凸极式。大型的同步发电机通常采用汽轮机或水轮机作为原动机来拖动所以前者称为汽轮发电机，后者称为水轮发电机。http://www.16sheji8.cn/
为了满足国家生产和生活各领域中各种不同的需求，中小型发电机的到了极大的发中与运用。中小型三相同步发电机电磁设计是在已确定的视在功率或有功功率、相数、电压、频率、转速等额定值的情况下，按不同产品所提出的技术要求来确定电机的电磁负荷、有效部分尺寸、绕组数据以及性能参数等。我国目前生产的中小型三相同步发电机，主要有T2系列小型三相同步发电机、TFW系列小型三相无刷同步发电机。这些电机主要与柴油机配套，组成柴油发电组。
1.2 同步发电机的发展与趋势
我国在发展电机时，十分注意新技术、新材料、新结构和新工艺的采用。在采用新技术方面，首先是应用电子计算机来进行电机的电磁计算以及磁场、温度场计算和零部件机械计算。其他像感应电机的单绕组和三角型Y混合联结绕组，同步电机的无刷励磁、静止半导体励磁、谐波励磁和整块磁极，直流电动机的晶闸管供电和无槽电枢，以及双水内冷技术、直线电机等也都先后正式用于生产。在绝缘材料方面，目前我国生产的电机中，主要采用E、B两级（其中E级约占2/3左右），F、H级仅在少数要求较高或特殊用途的电机应用，但前者正积极地分别向B、F级过渡。近年来，我国还在氢冷汽轮发电机上应用了液体塑料密封材料，以代替传统的橡胶皮条等固体密封材料，改善了密封性能。在工艺水平和机械化、自动化程度方面，小型电机的机座与转周轴加工、静电喷漆、总装实验等自动线均已正式采用；级进式冲模、大型压铸机、定子绕组自动下线机、插槽绝缘机、端部整形机、自动绕线机等新设备及真空压力浸渍、中型感应电机转子导条环氧粉末涂敖、机座射压造型等新工艺的应用，也都使工效大大提高，电机质量进一步改进。此外同步发电机的转子部件也需要承受很大的机械应力，这就需要研究有更高强度极限的转子部件，磁轭钢板等部件。提高电枢单位周长的安培导电数A或气隙磁密B，则可减少电机尺寸，降低电机成本。但由于磁通密度B受电机材料的限制而无法提高，需要研制出饱和系数更高的材料。
同步发电机设计是根据给定的产品的基本数据（如额定容量、额定电压、连接方法、额定转速等）、性能要求（如线电压波形畸变率、动态性能优良、有过电压保护等），结合技术实际情况和生产实际要求情况，运用有关的理论知识和计算方法，正确处理设计时遇到的各种矛盾，从而使设计出来的产品性能优良、体积小、结构简单、运行可靠、制造和使用方便等特点。设计应根据产品通用标准，技术条件其用户要求确定设计原始数据，然后进行电磁设计和结构设计。电磁设计是根据设计技术要求确定电机的电磁负荷，计算定子、转子冲片和铁心各部分尺寸及绕组数据，并进而核算电机各项参数及性能，并对设计数据做必要的调整，直到达到要求，提出电磁设计算。结构设计是根据设计技术要求及电磁设计确定的有关数据，确定电机总体结构零部件尺寸、材料及加工要求，绘制总装图及零部件图，为此必须进行必要的机械计算及热计算，提出成套生产图样。我国在发展电机时，十分注意新技术、新材料、新结构和新工艺的采用。在采用新技术方面，首先是应用电子计算机来进行电机的电磁计算以及磁场、温度场计算和零部件机械计算。其他像感应电机的单绕组和三角型Y混合联结绕组，同步电机的无刷励磁、静止半导体励磁、谐波励磁和整块磁极，直流电动机的晶闸管供电和无槽电枢，以及双水内冷技术、直线电机等也都先后正式用于生产。在绝缘材料方面，目前我国生产的电机中，主要采用E、B两级（其中E级约占2/3左右），F、H级仅在少数要求较高或特殊用途的电机应用，但前者正积极地分别向B、F级过渡。近年来，我国还在氢冷汽轮发电机上应用了液体塑料密封材料，以代替传统的橡胶皮条等固体密封材料，改善了密封性能。在工艺水平和机械化、自动化程度方面，小型电机的机座与转周轴加工、静电喷漆、总装实验等自动线均已正式采用；级进式冲模、大型压铸机、定子绕组自动下线机、插槽绝缘机、端部整形机、自动绕线机等新设备及真空压力浸渍、中型感应电机转子导条环氧粉末涂敖、机座射压造型等新工艺的应用，也都使工效大大提高，电机质量进一步改进。此外同步发电机的转子部件也需要承受很大的机械应力，这就需要研究有更高强度极限的转子部件，磁轭钢板等部件。提高电枢单位周长的安培导电数A或气隙磁密B，则可减少电机尺寸，降低电机成本。但由于磁通密度B受电机材料的限制而无法提高，需要研制出饱和系数更高的材料。http://www.16sheji8.cn/
