同步电机型式和结构

一、转子型式

• 同步电机的定子结构与异步电机相似。而转子结构有着自己的特点。

• 根据原动机的特点(汽轮机、水轮机)，同步电机的转子也制成两种型式与之配套。

（1）凸极式（Salient-pole）

• 凸极式转子上有明显凸出的成对磁极和集中励磁绕组。多极电机做成凸极结构，工艺较为简单，所以凸极电机与转速较低的水轮机相配套。

（2）隐极式（Cylindrical-Rotor）

• 隐极式转子上没有凸出的磁极。转子本体表面开有槽，槽中嵌放励磁绕组。隐极转子适合于2极高速电机，常与大容量高转速汽轮机(线速度可达170米/秒)配套。考虑到转子冷却和强度方面的要求，隐极式转子的结构和加工工艺较为复杂。

二、结构特点

• 汽轮发电机（Turbogenerator）

定子铁心：叠片结构：圆形或扇形冲片。
机座：由钢板焊接而成-能满足强度-刚度-通风-散热的需要。
定子绕组：要有足够的绝缘强度(高压)，一般采用 B 级或 F 级绝缘。
转子：采用隐极式。细长-铣槽-槽型-同心式励磁绕组-不导磁槽楔。

• 水轮发电机（Hydraulic turbine generator）

极数多-直径大-轴向长度短-立式。
定子铁心由扇形电工钢片拼叠。有径向通风沟。
转子采用凸极式，磁极由厚度为1～2mm的钢片叠成，阻尼绕组(起动绕组)抑制短路电流和减弱电机振荡，磁极与磁极轭部采用 T 形或鸽尾形连接。

其他形式:核电，潮汐，柴油机，风力，地热，太阳能......

三、励磁方式简介

• 获得励磁电流的方法称为励磁方式。

• 目前采用的励磁方式分为两大类：一类是用直流发电机作为励磁电源的直流励磁机励磁系统；另一类是用硅整流装置将交流转化成直流后供给励磁的整流器励磁系统。

(1)直流励磁机励磁

• 直流励磁机通常与同步发电机同轴，采用并励或者他励接法。采用他励接法时，励磁机的励磁电流由另一台被称为副励磁机的同轴的直流发电机供给。

(2)静止整流器励磁

• 同一轴上有三台交流发电机，即主发电机、交流主励磁机和交流副励磁机。副励磁机的励磁电流开始时由外部直流电源提供，待电压建立起来后再转为自励(有时采用永磁发电机)。副励磁机的输出电流经过静止晶闸管整流器整流后供给主励磁机，而主励磁机的交流输出电流经过静止的三相桥式硅整流器整流后供给主发电机的励磁绕组。

(3)旋转整流器励磁

• 静止整流器的直流输出必须经过电刷和集电环才能输送到旋转的励磁绕组，对于大容量的同步发电机，其励磁电流达到数千安培，使得集电环严重过热。因此，在大容量的同步发电机中，常采用不需要电刷和集电环的旋转整流器励磁系统。

• 主励磁机是旋转电枢式三相同步发电机，旋转电枢的交流电流经与主轴一起旋转的硅整流器整流后，直接送到主发电机的转子励磁绕组。交流主励磁机的励磁电流由同轴的交流副励磁机经静止的晶闸管整流器整流后供给。由于这种励磁系统取消了集电环和电刷装置，故又称为无刷励磁系统。