永磁交流發電機原理和構造

時間:2023-05-05 17:08:08來源:柴油發電機組作者:點擊:

導讀:

 交流發電機原理和構造:

根據電磁感應原理,當導線在穩定磁場中做切割磁力線的運動時,運動導體內電子受到洛倫茲力的的作用會在導線兩端產生電勢,電勢方向遵循右手定則,這樣產生的電勢稱為動生電動勢。發電機就是根據這個原理來發電的,下面通過一個原理模型來演示發電機的工作原理。

現在用一對磁鐵來產生發電機的磁場,磁力線從北極到南極。注:為簡單清晰,在此圖中沒有顯示閉合的磁路,僅顯示用來產生電勢部分的磁場。在磁場內放入矩形線圈,線圈兩端通向兩個滑環,滑環通過電刷連接到輸出線上,輸出線端連有負載電阻。見圖1。

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圖1--交流發電機工作原理

當線圈旋轉時,根據電磁感應原理,線圈兩端將會產生感應電動勢,當磁場是均勻的,矩形線圈作勻速旋轉時,感應電勢按正弦規律變化,在負載電阻上有正弦交流電通過,所以是一臺單相交流發電機原理模型。

下面有一個動畫演示這個工作過程,動畫中綠色小球運動的方向表示感應電流的方向、運動的速度表示感應電流的大小。

 

 

在交流發電機原理課件中模型的磁場是不動的,線圈在磁場中旋轉產生感應電勢。在實際發電機中產生感應電勢的線圈是不運動的,運動的是磁場。產生磁場的是一個可旋轉的磁鐵,兩端為南、北兩磁極,是發電機的轉子,線圈在磁鐵外圍,與磁鐵轉軸同一平面。當磁鐵旋轉時產生旋轉磁場,線圈切割磁力線產生感應電動勢。見圖1。

 

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圖1--旋轉磁場交流發電機原理

 

由于空氣的磁導率太低,在旋轉磁鐵的外圍安上環型鐵芯,也就是定子,可大大加強磁鐵的磁感應強度。在定子鐵芯的內圓有一對槽,線圈嵌裝在槽內。為了看清線圈電流與轉子的運動關系,把定子變成半透明的。當磁鐵旋轉時,線圈切割磁力線感生交流電流,見圖2。

 

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圖2--旋轉磁場交流發電機工作過程

真正發電機的轉子是電磁鐵,轉子上繞有勵磁線圈,通過滑環向勵磁線圈供電來產生磁場。把定子與線圈安在轉子外圍,一個單相交流發電機原理模型就組成了,見圖3。

 

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圖3--勵磁轉子交流發電機原理

 

轉子作勻速旋轉時,線圈就感生交流電流,運動的方向表示感應電流的方向、運動的速度表示感應電流的大小。

在這個模型中感生電壓的頻率與轉子轉速完全相同,感生的電壓的變化與轉子旋轉完全對應,當轉速為每分鐘1500轉時,發出的交流電頻率為50赫茲(Hz)。由于定子繞組只有一個線框,只能發出單相交流電。有關三相交流發電機請到三相交流發電機原理模型課件。

這種旋轉磁場的發電機稱為旋轉磁極式同步發電機。在以下動畫中從旋轉電樞模型開始介紹,再介紹旋轉磁極式同步發電機原理模型。

 


以上所有的數據均是基于柴油發電機組帶燃油泵、水泵、機油泵、空濾器和消聲器運轉時獲得的,但不帶有充電機、空壓機、風扇、選用設備和驅動件。
以上所有的數據都是基于ISO 3046標準參考的條件—海拔110m(361ft),大氣壓力100kPa(29.53inHg),進氣溫度25℃ (77°F),相對濕度30%,使用標準No.2號柴油或符合ASTM D975的柴油。

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