同步发电机产生的电压频率取决于励磁磁极的数量以及励磁磁极旋转的速度。当一对励磁磁极（即一个北极和一个南极）经过线圈时，在电枢线圈中产生一个完整的电压周期。设，𝑃 = 转子励磁磁极数𝑁 = 转子或励磁磁极的转速（RPM）𝑓 = 产生的电压频率（Hz）转子旋转一圈，电枢线圈被 (P/2) 个北极和 (P/2) 个南极切割。由于一个... 阅读更多

线圈跨距或线圈节距定义为线圈两侧之间的距离。磁极节距定义为一个磁极中心线到下一个磁极中心线的角距离。无论机器上有多少个磁极，磁极节距始终为 180° 电气角。当线圈跨距为 180° 电气角时，称为全节距线圈。当线圈跨距小于 180° 电气角时，称为短节距线圈或分数节距线圈。分数节距线圈也称为弦线圈。一个... 阅读更多

对于凸极同步发电机，每相无功功率由下式给出：

$$\mathrm{𝑄_{1𝜑} =\frac{𝑉𝐸_{𝑓}}{𝑋_{𝑑}}cos\:𝛿 −\frac{𝑉^{2}}{2𝑋_{𝑑}𝑋_{𝑞}}\lbrace{(𝑋_{𝑑} + 𝑋_{𝑞} ) − (𝑋_{𝑑} − 𝑋_{𝑞})\:cos\:2\delta}\rbrace … (1)}$$ 其中，V 是每相端电压。Ef 是每相励磁电压。$\delta$ 是 Ef 和 V 之间的每相相角。Xd 是直轴同步电抗。Xq 是交轴同步电抗。为了使无功功率最大， $$\mathrm{\frac{𝑑𝑄_{1𝜑}}{𝑑\delta}= 0}$$ $$\mathrm{\Rightarrow\:\frac{𝑑}{𝑑\delta} \left(\frac{𝑉𝐸_{𝑓}}{𝑋_{𝑑}}cos\:\delta −\frac{𝑉^{2}}{2𝑋_{𝑑}𝑋_{𝑞}}\lbrace(𝑋_{𝑑} + 𝑋_{𝑞}) − (𝑋_{𝑑} − 𝑋_{𝑞}) cos\:2\delta\rbrace \right)= 0}$$ $$\mathrm{−\frac{𝑉𝐸_{𝑓}}{𝑋_{𝑑}}sin\:\delta −\frac{2𝑉^{2}}{2𝑋_{𝑑}𝑋_{𝑞}}(𝑋_{𝑑} − 𝑋_{𝑞})sin\:2\delta = 0}$$ $$\mathrm{\Rightarrow\:𝐸_{𝑓}\:sin\:\delta +\frac{𝑉}{𝑋_{𝑑}}(𝑋_{𝑑} − 𝑋_{𝑞})(2\:sin\:\delta\:cos\:\delta) = 0}$$ $$\mathrm{\Rightarrow\:cos\:\delta = −\frac{𝐸_{𝑓}𝑋_{𝑞}}{2\:𝑉(𝑋_{𝑑} − 𝑋_{𝑞} )}… (2)}$$ 通过代入来自等式 (2) 的值... 阅读更多

同步发电机中的损耗同步发电机中发生的损耗可分为以下几类：铜损或 I2R 损耗铜损或 I2R 损耗发生在同步发电机的电枢绕组和转子绕组中。这些损耗是由于绕组的电阻引起的。

$$\mathrm{电枢绕组铜损 = {𝐼^{2}_{𝑎}} 𝑅_{𝑎}}$$ $$\mathrm{转子绕组铜损={𝐼^{2}_{𝑟}} 𝑅_{𝑟}}$$ 铁损铁损或铁损发生在同步发电机的磁极、齿和定子铁芯中。同步发电机中的铁损是由于机器的各个铁部件受到变化的磁场的影响而产生的。铁损包括涡流损耗... 阅读更多

氢气由于其优异的冷却性能而被用作冷却同步发电机的冷却介质。同步发电机的氢气冷却需要完全密封的循环系统。主要是在同步发电机的轴和外壳之间使用油密封的填料函。油吸收泄漏出的氢气和泄漏进入的空气，因此应定期进行净化。在同步发电机的氢气冷却中，氢气由鼓风机和风扇通过定子和转子循环。然后，加热的氢气通过密封外壳内的冷却盘管。冷却盘管携带油或水以提取热量... 阅读更多

在电机中，励磁是指通过励磁绕组通电产生磁通。为了励磁同步机（电机或发电机）转子上的励磁绕组，需要直流电。小型同步机的励磁系统对于小型同步机（电机或发电机），直流电由直流发电机（称为励磁机）提供给转子励磁绕组。励磁机安装在同步机的轴上。励磁机的直流输出通过电刷和滑环馈送到同步机的励磁绕组。中型同步机的励磁系统... 阅读更多

在集中绕组中，给定相位的线圈边集中在一个给定磁极下的单个槽中。各个线圈中感应的电动势彼此同相。因此，这些电动势可以算术加和。为了确定集中绕组中每相感应的电动势，将给定的线圈电动势乘以每相串联连接的线圈数。在实际应用中，同步发电机每相绕组的线圈不是集中在一个槽中，而是分布在多个槽中以形成... 阅读更多

同步发电机或交流发电机的等效电路如图 1 所示。通过取同步电抗 $𝑋_{𝑆} = 𝑋_{𝐴𝑅} + 𝑋_{𝑎}，交流发电机的等效电路在图 2 中重新绘制。通过使用等效电路，可以绘制交流发电机的相量图，如下所示。参考等效电路，我们可以写出：$$\mathrm{𝑽 = 𝑬_{𝒂} − 𝑰_{𝒂}(𝑅_{𝒂} + 𝑗𝑋_{𝑆}) … (1)}$$滞后功率因数负载的交流发电机相量图交流发电机向滞后功率因数负载供电的相量图如图 3 所示。这里，功率因数为 𝜑 滞后。要绘制此相量... 阅读更多

交流发电机中的电压产生交流发电机的转子由原动机以其适当的速度运行。原动机是一种向交流发电机提供机械能输入的装置。对于中低速交流发电机，水轮机用作原动机，而蒸汽和燃气轮机用作大型高速交流发电机。当转子的磁极在定子上的电枢导体下移动时，磁场切割电枢导体。因此，通过电磁感应在这些导体中感应出电动势。由于磁场... 阅读更多

冷却是交流发电机构造和运行中非常重要的方面。交流发电机或同步发电机的冷却分为两种类型：开路冷却闭路冷却开路冷却在开路冷却中，空气通过风扇和鼓风机吸入交流发电机并在内部循环。然后，这股空气被释放回大气中。开路冷却方法适用于小型交流发电机。闭路冷却闭路冷却方法是一个完全封闭的系统，交流发电机中的清洁热空气通过油或水冷却的热交换器冷却，然后，这股冷却的... 阅读更多