1、同步发电机的工作原理

同步发电机是根据电磁感应原理制造的。主要组成部分：现代交流发电机通常由两部分线圈构成;为了提高磁场的强度,一部分线圈绕在一个导磁性能良好的金属片叠成的圆筒内壁的凹槽内,这个圆筒固定在机座上称为定子。定子内的线圈可输出感应电动势和感应电流,所以又称其为电枢。发电机的另一部分线圈则绕在定子圆筒内的一导磁率强的金属片叠成的圆柱体的凹槽内,称为转子。一根轴穿过转子中心并将其紧固在一起,轴两端与机座构成轴承支撑。转子与定子内壁之间保持小而均匀的间隙且可灵活转动。这叫做旋转磁场式结构的无刷同步发电机。

2、同步发电机的调控

同步发电机在其额定负载范围内允许带各种用电负荷。这些负荷的输入特性会直接影响发电机的输出电压;当负载为纯电阻性时,因为同步发电机的定子端电压——电枢端电压与负载电流是同相的,所以使得转子磁场的前一半被定子磁场削弱,而后一半又被定子磁场加强,一周内合成磁场平均值不变,发电机输出电压不变。负载呈现为纯电感性时,则因负载电流滞后电枢端电压90°而使得定子磁场削弱了转子磁场,合成磁场降低,造成发电机输出电压下降。若负载是纯电容性的,负载电流就会超前电枢端电压90°,从而使定子磁场加强了转子磁场,合成磁场增大,发电机输出电压上升。可见;合成磁场是使发电机性能变化的一个重要因素。而合成磁场中起主要作用的是转子磁场即主磁场,因此,调控转子磁场就可以调节同步发电机的输出电压改善其带负载能力,从而达到在额定负荷范围内稳住发电机输出电压的目的。

3、同步发电机的维护

同步发电机是柴油发电机组的关键部分。　发电机房内的高温、潮湿和空气污染物是引起发电机故障的最常见因素。不仅易形成对地的导电通路,引起发电机故障。　无论是单轴承发电机还是双轴承发电机,它们的转子轴与柴油发动机主轴之间连接的同轴度要求很高。长时期运行后的机组有时同轴度可能降低,导致发电机燥声增大,温度过高。应定期检查、维护以保持同轴度良好.负荷超出发电机的额定负载范围,或三相负荷很不平衡,也会造成发电机效率降低和过热。

电球（同步发电机）是把柴油发电机组的引擎产生的机楲转化电能的一种设备，也是柴油发电机组最为关键一部分。为柴油发电机组建立一个合适的工作环境,做好日常维护是十分必要的。

发电机房内的高温、潮湿和空气污染物是引起发电机故障的最常见因素。粉尘、灰尘和其它空气污染物的积累会引起绝缘层的性能变坏,还会使转子轴承部分的摩擦力增大而发热。湿气以及空气污染物中的湿气极易在发电机内形成对地的漏电通路,引起发电机故障。机房内温度过高会使发电机组工作时产生的热量难以散出,造成其输出功率下降、机组过热。所以机房的防尘、防潮湿、通风降温就必须引起足够的重视。

无论是单轴承发电机还是双轴承发电机,它们的转子轴与柴油发动机主轴之间连接的同轴度要求很高。长时期运行后的机组有时同轴度可能降低,导致发电机燥声增大,温度过高。应定期检查、维护以保持同轴度良好。

负荷超出发电机的额定负载范围,或三相负荷很不平衡,也会造成发电机效率降低和过热。 2100433B

柴油发电机是靠柴油电动机带动发电机发电的，风能发电机是靠风带动涡轮机再带动发电机发电，人力发电是靠人力带动发电机发电，理论上柴油、风能、人力只是动力源不同而已，跟选用异步还是同步发电机没有什么直接关系，你想设计发电效率高的系统，当然选用同步的了呀，不过同步的比异步的要稍微贵一些。

异步发电机组与同步发电机组的区别：

区别是做发电机用的时候同步发电机组的转子转速是和旋转磁场同步运转，异步发电机组的转速低于旋转磁场的转速并且随着负载的加重而降低。

结构上主要是转子的区别：

异步发电机转子绕组为鼠笼绕组和绕线式，定子绕组接通电源产生旋转磁场被静止的转子绕组切割并在转子绕组中产生感应电流，在此电流的作用下转子铁芯被磁化。

同步发电机转子嵌有励磁绕组，工作时接入直流电源产生磁场，于定子绕组产生的旋转磁场相互作用而旋转，所以同步电机的转速=旋转磁场的转速，一般的同步电机都是异步启动同步运转，呵呵~~如果要异步发电,那能量就亏损大了。

同步发电机的特性同步发电机的外特性一般指在内电势不变的情况下，负载电流变化时，发电机机端电压变化的曲线，主要是测试发电机的纵轴同步电抗，也就是发电机的内阻抗，是同步发电机带负载能力的重要指标。其纵轴同步电抗多为暂态值，远远小于稳态值。此外由于励磁系统的调节作用，外特性是可以人工制造出来，可以是正的或负的，正的外特性就是机端电压随负载电流增长而降低，负的就是机端电压随负载电流增长而提高，一般励磁系统都可以在正负15%的范围内调节。 绝缘配合：电气一次系统的电压防护水平，在发生雷击、操作过电压的情况下，常规的变压器、发电机、线路的绝缘水平是不足以对抗的，需要避雷器、电容等的元件进行保护，避雷器动作值、动作时延和主设备的元件绝缘耐压能力尤其是冲击耐压能力之间的配合，就称为绝缘配合，要求是避雷器必须赶在主设备绝缘破坏之前动作，在有多个绝缘水平不等的元件时，还必须为不同的元件配备不同的绝缘保护元件，这些保护元件的配合也是个大问题。

本书较全面地介绍了三相和单相同步发电机的原理、结构、类型、定转子绕组和励磁系统，以及同步发电机的使用、维护、保养和常见故障的处理等。可供同步发电机组的值班、维护和修理人员参考。

第一部分 功率变流器系统

第一章 永磁同步变速风电机组的建模和控制

1．1 引言

1．2 永磁同步风电机组电力系统的动态模型

1．2．1 永磁同步发电机组

1．2．2 输电线

1．2．3 变压器

1．2．4 电缆

1．2．5 RL载荷

1．2．6 网侧变流器上的RL-滤波器

1．2．7 电压源型变流器控制器

1．3 无功功率的监控

1．4 案例研究

1．4．1 风速变化

1．4．2 本地载荷变化

1．4．3 无限母线中的压降

1．4．4 故障穿越研究

1．5 结论

1．6 未来工作

附录

第二章 双馈感应发电机组的高阶滑模控制

2．1 介绍

2．2 风电机组建模

2．2．1 风电机组模型

2．2．2 发电机组模型

2．3 双馈感应风电机组的控制

2．3．1 问题描述

2．3．2 高阶滑动模态控制设计

2．3．3 高增益观测器

2．3．4 高阶滑动模态速度观测器

2．4 使用FAST代码的仿真

2．4．1 测试条件

2．4．2 高阶滑模控制性能

2．4．3 高阶滑模控制性能（配有高增益观测器）

2．4．4 无传感器高阶滑模控制性能

2．4．5 高阶滑模控制故障不间断运行性能

2．5 结论

2．6 未来工作

附录

第三章 风力发电系统的最大功率点跟踪控制

3．1 简介

3．2 风电机组模型

3．3 最大功率点跟踪

3．4 风力发电系统模型

3．5 风电并入电网的控制策略

3．5．1 直流侧电压控制器设计

3．5．2 d轴电流控制器设计

3．5．3 q轴电流控制器设计

3．6 仿真

3．6．1 载荷电流的阶跃变化

3．6．2 源电压的阶跃变化

3．7 结论

……

第二部分 控制

第三部分 监测和故障诊断

第四部分 减振

第五部分 研究/教学测试平台2100433B