4.1 潮汐水轮发电机与常规水轮发电机的不同特点
用于潮汐发电用的江厦电站二期工程中的3号、4号、5号水轮发电机机组，与常规河床式的水轮发电机比较是有其特点的。
4.1.1 选择低的发电机额定电压
江厦电站二期工程700kW的发电机额定电压等级，选用3.15kV，较常规的河床式水轮发电机额定电压6.3kV低。主要考虑三个方面原因：一是灯泡式水轮发电机安装在水下，停机状态线圈易受潮而引起绝缘性能下降，选用3.15kV，是为了发电机能安全可靠地运行；二是灯泡式水轮发电机直径小，铁芯长度长，为了缩短铁芯长度，宜采用较低的电压；三是能与江厦电站一期工程中的1号、2号发电机的电压相同。
4.1.2 选择较高的发电机额定功率因数
江厦电站二期工程700kW发电机额定功率因数选用cosφN=0.935（滞后），比常规水轮发电机高；而定、转子的气隙值δ=0.3cm，比常规河床式水轮发电机小，且一般灯泡式水轮发电机直径较小，极距只是常规发电机的0.7倍左右，此时转子励磁的极间空间位置较小，励磁安匝数受到一定限制，如选择大的灯泡比将引起水轮机效率下降。另外，灯泡机组的容量一般在电网系统中所占比重较小，功率因数取值不会影响系统的稳定，其对系统的无功补偿远不及功率因数提高后所产生的经济效益好。
4.1.3 选择较大的发电机电负荷
发电机电负荷As的大小，决定了定子内圆单位面积所产生的绕组铜损大小，直接影响温升和效率。其取值与每极容量、绝缘等级和冷却方式有关。
对小容量水轮发电机可取As=200～400（A/cm）。江厦电站二期工程中的700kW水
轮发电机，选用的电负荷As=421，较常规水轮发电机大。
因江厦二期工程机组定子是采用贴壁结构，散热条件好，选择较高的电负荷As，还可使铁芯长度缩短；但因定子直径小，定子齿顶处齿距变小，使选择更合适的电负荷相对困难些。
4.1.4 特殊的发电机通风设计
由于江厦电站二期工程机组选择较低额定电压和较高的电负荷，并取消径向通风沟
后，其定子铁芯长与极矩之比（l/τ=3.7）大大高于常规水轮发电机。为加强转子的通风冷却，除设轴流风机外再加上定子贴壁结构的设计。
4.1.5 特殊的极靴设计
江厦电站二期工程中的700kW水轮发电机，由于其转子磁极极距小，极身相对较宽，极靴上安放励磁绕组的宽度只有7mm，而磁极绕组宽16mm，这样的磁极绕组将无法固定，在设计时要将极靴设计成特殊形状，可使磁极绕组既能固定又不增加极间漏磁。
4.1.6 减小定子轭部磁通密度的措施
为保证齿部易于压紧，江厦电站二期工程水轮发电机，将定子轭高与槽高之比设计为hj/hs＞0.7，这样还可使定子轭部的磁通密度，比常规水轮发电机低很多。
4.1.7 保证电势曲线正弦性的措施
现代工业电网要求同步发电机的电势具有正弦波形，否则会增加发电机本身的附加损耗，效率下降；会引起输电线路的谐振或过电压；会对通讯线路产生干扰；还会引起系统内的电动机运行性能变坏，采用分数槽电机，可改善电势的正弦性。
经验表明，当短距系数Kp1=sinβ·90°=0.82，采用q=158分数槽（即b=1，d=8，
c=5），即bd+c＞9时，电势的正弦性会得到保证。但为了保证电动机运行时有足够大的起动转矩和牵入转矩，将每极阻尼条由3根增至4根，则阻尼绕组节矩t2与定子齿矩t1之比为0.8，使在定子绕组中由阻尼绕组引起电势脉动最小，以保证电势曲线的正弦性。
潮汐水轮发电机与常规水轮发电机主要参数比较见表41。
表4 1
潮汐水轮发电机与常规水轮发电机主要参数比较
续表
4.1.8 同步电动机的启动
江厦电站二期工程中的水轮发电机组，要具有抽水工况，这样在水泵工况运行时，同步发电机要成为同步电动机运行。
同步电动机的起动方式有三种：一是辅助电动机起动法，即选用和同步电动机极数相同、容量为主机的5%～15%异步电动机作为辅助电机，先用辅助电动机将主机拖到接近同步转速，然后用自整步将主机拖入电网，再切断辅助电动机的电源，此法的缺点是不能在负载下启动，否则要求辅助电动机的容量很大；二是变频启动法，此法实质是设法改变定子旋转磁场转速，利用同步转矩来启动，采用此法必须有变频电源；三是异步启动法，即在同步电动机内装有阻尼绕组，这样就可采用异步电动机的方法来启动同步电动机。江
厦电站二期工程的发电机内均装有阻尼绕组，因此，机组采用异步启动法。
为此，要求发电机设计时，在保证发电机运行条件下，尽量提高电动机运行下的启动性能。同步电动机启动性能的好坏，可以用起动转矩Mst和牵入转矩Mpi的大小来表征，所谓牵入转矩是指转速达到95%nN（即转差率S=0.05）时电动机的异步转矩，见图41。
图41 同步电动机的M—S曲线
这两个转矩的大小与启动绕组的电阻有关，
启动绕组的电阻愈大，则牵入转矩Mpi愈小，而起动转矩Mst则变大。
江厦电站二期工程机组同步电动机运行时的启动转矩Mst、牵入转矩Mpi和最大转矩Mmax以及起动电流Ist的计算值见表4 2。
表4 2
为正、反向同步电动机运行工况性能
