发电机工作原理 来源:中国绿色数据中心 作者:机房360 更新时间:2009/7/16 15:34:25 摘要:我们知道,一切物体都是由分子组成,分子由原子组成,原子又由原子核和在它周围旋转的电子组成。原子核带的是正电荷,电子带的是负电荷,互相吸引,并且电荷数量是相等的,故原子对外不呈现电性。取一根直导体,导体在磁场中作“切割”磁感应线的运动时,导体中就会产生感应电动势。 发电机工作原理
一、电磁感应
我们知道,一切物体都是由分子组成,分子由原子组成,原子又由原子核和在它周围旋转的电子组成。原子核带的是正电荷,电子带的是负电荷,互相吸引,并且电荷数量是相等的,故原子对外不呈现电性。
取一根直导体,导体在磁场中作“切割”磁感应线的运动时,导体中就会产生感应电动势。这是因为导体在磁场内作“切割”磁感应线运动时,导体的正电荷、自由电子将以同样的速度在磁场内运动,磁场对运动电荷产生作用力,作用力的方向由左手定则判定,因此正电荷由导体b端移向a端,自由电子由导体的a端移向b端。结果b端聚集了电子而带负电,a端少了电子而带正电,使导体两端产生一定的电位差,即导体中产生感应电动势。(这相当于发电机处于匀速运转状态)。当接通外电路时,电路
中便会形成感应电流。(这相当于发电机处于运转供电状态)。
感应电动势的方向,可由右手定则来决定:即将右手掌放平,大拇指与四指垂直,以掌心迎向磁感应线,大拇指指向导体运动的方向,则四指的方向便是感应电动势的方向。直导体中感应电动势的大小则与磁感应强度B、导体运动速度v及导体长度L成正比,当导体运动的方向与磁场方向平行时,导体中不产生感应电动势。
二、正弦交流电动势的产生
产生正弦交流电动势的简单发电机示意图。
我们把线图在各处位置电势的大小变化用图形来表示,就可以画出交流电的波形来。这种按正弦曲线规律变化的电流(或电势)就叫正弦交流电。
在发电机转子上放着三个完全相同的、彼此相隔120°的独立绕组A—X、B—Y、C—Z。当转子在按正弦分布的磁场中以恒定速度旋转时,就可产生三个独立的对称三相电势eA、EB、EC。
三、同步电机的基本工作原理
(一)同步电机的分类
按运行方式和功率转换方向,同步电机分为发电机、电动机。发电机将机械能转换成电能,电动机将电能转换为机械能。
从结构特点来看,同步发电机分为旋转电枢式和旋转磁极式。
大中容量同步发电机,磁极旋转、电枢静止,称为旋转磁极式。
某些小容量同步发电机,电枢旋转、磁极静止,称为旋转电枢式。
因为电枢电势通过集电环和电刷引出,大电流时容易产生火花和磨损。从制造工艺、绝级性能和工作可靠性等方面比较,容量愈大旋转磁极式的优越性愈多。旋转磁极式同步电机按磁极形状又可分为隐极式和凸极式两种。
同步电机转子形式与转速有关。隐极式同步电机,制造工艺较复杂,但机械强度较高,宜用于高速。汽轮机是一种高速原动机,转速达3000r/min,汽轮发电机多为隐极式的。凸极式同步