答:發(fā)電機是發(fā)電廠的心臟設備,發(fā)電機按其驅動的動力大致可分為水輪發(fā)電機(水力)和汽輪發(fā)電機(蒸汽)。本書所涉及的內(nèi)容均是指同步發(fā)電機(限于立式水輪發(fā)電機)。
發(fā)電機在正常運行時,在發(fā)電機定轉子氣隙間有一個旋轉的合成磁場,這個磁場由兩個磁場合成:轉子磁場和定子磁場。所謂“同步”發(fā)電機,就是指發(fā)電機轉子磁場的轉速(原動機產(chǎn)生)與定子磁場的轉速(電力系統(tǒng)頻率決定)相等。
轉子磁場由旋轉的通有直流電的轉子繞組(磁極)產(chǎn)生,轉子磁場的轉速也就是轉子的轉速,也即整個機組的轉速。轉子由原動機驅動,轉速由機組調(diào)速器進行調(diào)節(jié),這個轉速在發(fā)電機的銘牌上都有明確標示。定子旋轉磁場由通過三相對稱電流的定子三相繞組(按120°對稱布置)產(chǎn)生,其轉速由式確定(式中:p為轉子磁極對數(shù);f為電力系統(tǒng)頻率;n為機組轉速)。從式中可見,對某一具體的發(fā)電機,其磁極對數(shù)是固定不變的,而我國電力系統(tǒng)的頻率也是固定的,即50Hz(也稱工頻),可見每一具體的發(fā)電機的定子旋轉磁場的轉速在發(fā)電機制造完成后就是“定值”。當然,電力系統(tǒng)的頻率并不能真正穩(wěn)定在50Hz的理論值,而是允許在這個值的上下有微小的波動,也即定子磁場在運行中實際是在額定轉速值的周圍動態(tài)變化的。轉子磁場為了與定子磁場同步也要適應這個變化,也即機組的轉速作動態(tài)的調(diào)整。如果轉速不能與定子磁場保持一致,則我們說該發(fā)電機“失步”了。