文档介绍：交流发电机原理
发电机是根据电磁感应原理来发电的,发电机首先要有磁场,现在用一对磁铁来产生发电机的磁场,磁力线从北极到南极。
在磁场内放入矩形线圈,线圈两端通向两个滑环,滑环通过电刷连接到输出线上,输出线端连有负载电阻。
当线圈旋转时,根据电磁感应原理,线圈两端将会产生感应电动势,当磁场是均匀的,矩形线圈作匀速旋转时,感应电势按正弦规律变化,在负载电阻上有正弦交流电通过。动画中绿色小球运动的方向表示感应电流的方向、运动的速度表示感应电流的大小。
交流发电机原理
旋转磁场交流发电机原理模型
在刚才那个模型中磁场是不动的,线圈在磁场中旋转产生感应电势。在实际发电机中产生感应电势的线圈是不运动的,运动的是磁场。产生磁场的是一个可旋转的磁铁,也就是转子,线圈在磁铁外围,与磁铁转轴同一平面。当磁铁旋转时产生旋转磁场,线圈切割磁力线产生感应电动势。
由于空气的磁导率太低,在旋转磁铁的外围安上环型铁芯,也就是定子,可大大加强磁铁的磁感应强度。在定子铁芯的内圆有一对槽,线圈嵌装在槽内。为了看清线圈电流与转子的运动关系,把定子变成半透明的。当磁铁旋转时,线圈切割磁力线感生交流电流。
旋转磁场交流发电机原理模型
旋转磁场交流发电机原理模型
真正发电机的转子是电磁铁,转子上绕有励磁线圈,通过滑环向励磁线圈供电来产生磁场。把定子与线圈安在转子外围,一个单相交流发电机原理模型就组成了。
转子作匀速旋转时,线圈就感生交流电流,画面中绿色小球运动的方向表示感应电流的方向、运动的速度表示感应电流的大小。
三相交流发电机原理模型
实际应用的都是三相交流发电机,其定子铁芯的内圆均匀分布着6个槽,嵌装着三个相互间隔120度的同样线圈,分别称之为A相线圈、B相线圈、C相线圈。装上转子就组成了一台三相交流发电机原理模型。
三相交流发电机原理模型
画面中的三相交流发电机采用星形接法,三个线圈的公共点引出线是中性线,每个线圈的引出线是相线。
当转子匀速旋转时三个线圈顺序切割磁力线,都会感生交流电动势,其幅度与频率相同。由于三个线圈相互间隔120度,它们感应电势的相位也相差120度。在画面上有每根相线的输出电势波形。
汽轮发电机的构造
汽轮发电机是由蒸汽轮机或燃气轮机推动的发电机。发电机主要由转子与定子组成,由于汽轮机的转速很高,故汽轮发电机的转子是两极的,额定转速每分钟3000转,输出50赫兹的三相交流电。
汽轮发电机的构造
这是转子铁芯构造示意图,在铁芯圆周上开有一些槽,嵌有励磁绕组,在圆周两侧各有一段槽距大的面称为大齿,就是磁极(图1所示)。励磁绕组两端通过集电环(滑环)接到励磁电源,在转子圆周两侧就形成北极与南极,旋转时就产生旋转磁场。
由于转子圆周上没有凸出的磁极(不像原理模型中的转子),称之为隐极式转子。
汽轮发电机的构造
图2为嵌有励磁绕组的转子模型,为降低发电机的温度,在转子两端还装有风扇。