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本文讨论的内容有以下几个方面

.异步发电机，永磁同步发电机，永磁直驱同步发电机的优缺点

2.永磁同步发电机的电压调整率

3.同步发电机如果负载端短路,那这时短路电流的大小与什么参数有关

4.带AVR同步发电机无功调节

5.同步发电机气隙

第一个问题“异步发电机，永磁同步发电机，永磁直驱同步发电机的优缺点”讨论如下：

lukas

半直驱，混合型，没准是个很好的方向

2zengxiaodong

我正在搞半直驱型大型风力发电机，不是Multibrid的那种一级行星齿轮传动，这种半直驱有哈飞在做，其传动比只有5.7太小了，永磁发电机体积还是很大，另外行星齿轮的可靠性和性价比也不高。GE论证过一种行星齿轮加一级斜齿轮增速的方案，但未投产。美国Clipper公司生产一种两极斜齿轮的多电机方案，卖得很火且获得美能源部的奖项......我们用的是一级定轴斜齿轮的多电机方案，一个大齿轮带动2～6个小齿轮，每个小齿轮与一个永磁同步发电机相连，传动比可达8，单电机功率kW，最多配置6台电机，总功率可达kW，是目前国内最大的！齿轮参数如下：低速轴转速5r/min，转矩N.m；高速轴转速：r/min，转矩N.m小齿轮／大齿轮模数4，螺旋角4度，压力角20度，中心距，齿宽95，齿数：3／，变位系数：0.／－0.，齿顶直径：.8／.73，齿根直径：67.27／.82，齿根弯曲安全系数：2.6／2.28，齿面接触安全系数：.／.，胶合安全系数：3.，材料：8CrNiMo7－6，渗碳淬火HRC6，磨齿精度5级，端面重合度：.，纵向重合度：.，总重合度：2.，小齿轮齿顶齿根修形，小齿轮鼓形齿修形。

3zengxiaodong

永磁同步发电机参数：20极，45槽，分数槽绕组，外转子，定子斜0.25槽！气隙圆直径：mm，铁芯长度：mm气隙长度：mm，气隙磁密：0.8T，磁铁厚度：9mm，N35SH转子外径：20，铁芯内径：，发电机重量：2.5吨，效率：98％，空气冷却

4zengxiaodong

很明显的缺点是什么呢？很明显的优点如下：a、也是功率分流的结构，但本质上既是机械分流也是电气分流，因此属于全静定结构，不管有多少个分流支路都能通过电气控制达到完全理想的均载效果；b、避免了行星齿轮纯机械分流的固有缺点，每个齿轮的接触情况能单独调整，故齿轮精度能够良好实现且加工装配简单无特殊要求，这就显著降低了齿轮箱的复杂性和成本；c、传动比不受装配上的几何约束从而无特殊限制要求，在必要时能够大于3.7甚至达5以上，且所有齿轮均为单向受载，齿根弯曲疲劳强度显著提高；d、中间大齿轮直径较大可将低速轴制作成空心轴，便于变桨距机构从中穿越，且可提供进入轮毂的维修通道；e、每个发电机体积较小，制造难度降低，且通过相位配合可以大幅度减小齿槽转矩的数值，使得风机启动非常容易；f、可维修性非常好，每个发电机加小齿轮组成单独的模块，在其发生故障后可以单独进行维修，而其他模块可继续运行发电。由于模块体积重量小，维修时不需动用大型吊车。另外大齿轮也可以设计制造成双倍宽度实现冗余结构，如果电气变流系统也配置成多套独立结构，则电气上也可实现冗余，这些特点使得机电传动系统均具有极高的可靠性；g、功率分流支路的数目一般可设计为2～6路，这样增减功率非常容易实现，只须增减模块数量即可，齿轮、发电机参数均不用变更，这就能易于实现批量生产，节约了系列化产品的开发和制造成本；h、拓展风机运行范围，提高发电效率。由于极低的启动力矩使得风机的运行范围向低速端拓展，在低风速时投入部分发电机即可以继续发电，且被投入的发电机仍可以处于满负荷状态，实现高的发电效率，而未投入的发电机可以脱离电气系统以减小一切不必要的损耗；i、如果采用串联运行方式，则可以提高发电电压，从而有可能实现无变压器的能量输送，即逆变器直接与电网相连；j、容易实现特大容量，例如大于5MW甚至0MW级的风力发电系统如果采用传统的多级行星齿轮加双馈异步发电机或者直驱永磁同步发电机均很难实现，而采用半直驱模块式功率分流方案却能既经济又可靠地实现。

5dsqm

异步发电机结构简单，成本较低，只要转速大于同步速就可以发电；其缺点是励磁要由电网提供，另外风机转速控制上还需采取机械上的其他措施，才能获得比较稳定的运行。

6aser

双馈异步发电机低于同步转速也能发电

7wanglone

直驱电机,效率更高吧

普通异步发电机调速范围窄，双馈风力发电机和永磁同步发电机室现在两个主要机型，双馈发电机需要升速齿轮箱，增加了成本，且齿轮箱易出故障。永磁同步发电机的定子通过变频器与电网相连，变换器的容量需要和发电机容量相当，而大容量变频器成本高。

9sailbywind

异步发电机结构简单，成本较低，用于风力发电时可通过全功率变频器在很大转速范围内实现并网。这时变频器实际上处于回馈状态。

0aser

单纯从电机角度来看，永磁电机出现效率最高的转速在-RPM之间这表明，效率最高的为半直取电机，典型效率值：.5MW直驱95.6%，半直驱98.3%高速97.5%

nightinred

在效率上来讲，虽然永磁直驱电机效率较高，但是由于变流器损耗的存在，整体效率与双馈相仿，在发电量上感觉没有太大的优势。

2kta

电机越多，效率、成本越高，维护量越大。其他领域，例如坦克，多炮塔的也就存在了20年，35年以后全是单炮塔。电力电子领域，也是管子越少，可靠性越高。

第二个问题“就电机学同步电机外特性上面的介绍，对凸隐极同步发电机的电压调整率都有一定的范围要求。凸极在8%-30%以内，隐极在30%-48%以内。这应该是指电励磁同步发电机而言的，那么，对与励磁不能调节的永磁同步发电机而言，它的电压调整率应该在哪个范围内比较合乎实践呢？是不是应该更小些。哪位知道，在工程中电机设计有什么实用或者常用的降低电压调整率的方法？”讨论如下：

3xinjing

凸极同步发电机的电压调整率在8～30％之间？不不可能这么大吧

4dsqm

我也认为同步发电机的电压调整率不会这么大，是不是电机设计的额定点不对？

5xinjing

楼主讲的是不是负载突变情况下，电压的变化范围？

6tshw5

回复3xinjing呵呵。机械工业出版社《电机学》汤蕴璆、史乃编著第二版P在讲述同步电机外特性时的介绍。

7tshw5

回复5xinjing我说的就是在外加电压不变时，由空载到稳态额定负载（在额定环境下）时电压的变化

8tshw5

那是书上的介绍，我的理解是大于0，小于那个范围。

9fengxingyun

我看过一本书，50%都可以吧

20xinjing

是指负载从零到满载是突变，电压变化范围吧？其实对于电机有不同的等级要求，G,G2,G3等。IEC上有的

2tshw5

回复20xinjing你好，你那里有IECGG2G3这标准或参考资料吗？我对这个不是怎么了解，上网查了一下，没找到。你能不能给我传一下？或者介绍一下在哪些资料上能找到这方面的介绍。谢谢！

22xinjing

你好，能描述一下这页的主要内容吗？P在讲述同步电机外特性时的介绍。IEC的标准我以前看过，好像是IEC里面描述了，但不记得是哪一部分。

23shaozqi

降低电压调整率，降低电抗及减少线圈匝数，降低电抗一般尽量槽形用短胖，永磁发电机减少线圈用高性能的磁钢。

24xinjing

楼上能不能再讲详细一点，和气隙大小有关系吗？还有就是和所用的电压调节器有关系吗？谢谢

25wuhdli

一般稳态电压调整率5%,一般瞬态电压调整率20%

26schy

对于永磁发电机，由于不可调励磁，只能降低损耗，加大电机定转子的饱和度。军方车载永磁发电机要求电压调整率低于5%，但是中国目前很难达到。

27xinjing

只能降低损耗，加大电机定转子的饱和度？改善电压调整率，如楼上说，加大定转子的饱和度，不过这样损耗就增加，而不是说的降低了。

28xinjing

回复26schy加大定子的饱和程度是一个能改善调整率，效率或温升会变化，如何取舍呢？

29标准答案

同步发电机的电压调整率包括固有电压调整率和发电机加励磁系统一起的电压调整率两个概念，楼主所说的“凸极在8%-30%以内，隐极在30%-48%以内”指的是固有电压调整率，它只取决于电机本身的阻抗参数，在电力电子技术不太发达，励磁系统技术落后的年代，固有电压调整率是发电机的一项重要指标，因为它决定了输出的电能品质，随着电力电子技术的发展和励磁技术的不断进步，励磁系统的反应速度得到飞速提高，这就弥补了发电机本身固有电压调整率高的缺点，因此，在现代同步发电机中对固有电压调整率的要求可以适当降低，现在发电机加励磁系统一起的电压调整率可以达到+/-0.5%。对于励磁不能调节的永磁同步发电机而言，它的电压调整率应该在哪个范围内比较合乎实践呢？这应该看用在什么场合，如果用在电枢输出后通过全功率变流器供电的场合，如风力发电领域，则对固有电压调整率的要求就可以不必太严格，若是直接用作恒压电源则应该更小些，一般应该在0%以下，若用作恒功率输出或特殊电源，如电焊机电源，则还需要电压调整率应该更大一些，至少要50%以上。至于在工程中电机设计有什么实用或者常用的降低电压调整率的方法，那就很多了，如增大气隙、合理选择电磁负荷、特殊的磁路设计以减小交轴电抗等。

30sst63

增大永磁体的抗去磁能力，减少每相串联匝数，选择宽而浅的槽型，适当增大气隙

第三个问题“同步发电机如果负载端短路,那这时短路电流的大小与什么参数有关呢?希望能有详细一点的资料”讨论如下：

3forlink

同步电机短路电流与同步电抗有关，也就是电枢反应电抗和漏电抗之和

32zsl3

同步发电机要是负载短路，限制短流电流的主要是同步电抗，即Xt的大小。漏抗大小和线圈的匝数的平方成正比，和槽的深浅也有关系，槽越深，漏抗越大，线圈端部越长，端部漏抗越大。因此在设计发电机时要综合考虑短路电流大小以及电压调整率。漏抗越大，电压调整率也就大，但是短路电流就会小。反之，漏抗小，电压调整率就会偏小，但是短路电流大。所以设计时应该注意选择合适的定子铁心的长径比。

33xinjing

这是稳态短路状态下的，如果是突然短路，则和瞬变电抗相关了。

34ggdgg

不太详细,同步电机短路与同步电抗和瞬态电抗和超瞬态电抗都有关系.同时与绕组的电阻也有关系。

可以作如下的理解:瞬态电抗超瞬态电抗确定子电机短路时,短路电流的大小,它们与电阻一起,确定了阻尼衷减时间.电抗参数与磁路相关:励磁绕组漏磁路,主磁路,阻尼绕组漏磁路等相关.(详见电机学)。

35标准答案

楼主没有说清楚是在什么条件下短路，因此只能凭猜测有如下几种情况：恒定励磁下机端稳态短路，如2楼、3楼所说，短流电流主要取决于同步电抗（当然还有绕组直流电阻）；2恒定励磁下非机端（负载出的某一点）稳态短路，则短流电流除与同步电抗有关外，还与短路点位置到发电机的距离、这段距离所用的导线以及导线的布置等因素有关。3励磁不恒定（如带AVR)时稳态短路,则短流电流除与以上两点有关外还与励磁电流有关，励磁电流越大，短路电流也越大。4在以上各种情况下突然短路，则短路瞬间的瞬变、超瞬变电流大小主要取决于短路时刻、电机的瞬变、超瞬变参数、线路的瞬变、超瞬变参数以及短路前的情况等等因素有关。

36scroop

发电机的短路电流怎么算的，小电机与大电机，发电机与电动机，线圈励磁的和永磁的，之间都有区别么。有这么个说法，短路电流一般是额定电流的3倍，也有5倍8倍之说，不知道这样的说法可不可靠。有没有电机短路电流的算法。

37yjhou

我不是搞电机专业的，我来猜测一下。说的不对，请大家指正。电机不是可以等效为一个T型的简化电路么，你把定子端端接，然后利用基尔霍夫电压/电流定律列出等式，就可以计算了。电压等式应该是互感产生的电压和定子电抗产生的电压值和为0，电流等式为互感之路电流、定子短路电流和转子电流之和为0。试试看吧，如有不对，请大家指正。

38xiao2hei

首先得明白短路前的状态，空载，满载还是其他情况。然后明确短路的类型，在发电机出线端单相对地短路，还是两相间。还是三相短路。然后才可以仿真。注意稳态短路电流可以算出来。但实际上短路期间，电机的参数是变化的。漏抗减小。励磁电抗也减小。通常