發(fā)電機(jī)工作原理

<一> 發(fā)電機(jī)概述
    發(fā)電機(jī)是將其他形式的能源轉(zhuǎn)換成電能的機(jī)械設(shè)備，它由水輪機(jī)、汽輪機(jī)、柴油機(jī)或其他動(dòng)力機(jī)械驅(qū)動(dòng)，將水流，氣流，燃料燃燒或原子核裂變產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能傳給發(fā)電機(jī)，再由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換為電能。發(fā)電機(jī)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，國(guó)防，科技及日常生活中有廣泛的用途。
    發(fā)電機(jī)的形式很多，但其工作原理都基于電磁感應(yīng)定律和電磁力定律。因此，其構(gòu)造的一般原則是：用適當(dāng)?shù)膶?dǎo)磁和導(dǎo)電材料構(gòu)成互相進(jìn)行電磁感應(yīng)的磁路和電路，以產(chǎn)生電磁功率，達(dá)到能量轉(zhuǎn)換的目的。
    發(fā)電機(jī)已實(shí)施出口產(chǎn)品質(zhì)量許可制度，未取得出口質(zhì)量許可證的產(chǎn)品不準(zhǔn)出口。
    <二>發(fā)電機(jī)的分類(lèi)可歸納如下：
    發(fā)電機(jī)分：直流發(fā)電機(jī)和交流發(fā)電機(jī)
    交流發(fā)電機(jī)分：同步發(fā)電機(jī)和異步發(fā)電機(jī)(很少采用)
    交流發(fā)電機(jī)還可分為單相發(fā)電機(jī)與三相發(fā)電機(jī)。
    <三>發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理
    發(fā)電機(jī)通常由定子、轉(zhuǎn)子、端蓋及軸承等部件構(gòu)成。
    定子由定子鐵芯、線包繞組、機(jī)座以及固定這些部分的其他結(jié)構(gòu)件組成。
    轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵芯(或磁極、磁扼)繞組、護(hù)環(huán)、中心環(huán)、滑環(huán)、風(fēng)扇及轉(zhuǎn)軸等部件組成。
    由軸承及端蓋將發(fā)電機(jī)的定子，轉(zhuǎn)子連接組裝起來(lái)，使轉(zhuǎn)子能在定子中旋轉(zhuǎn)，做切割磁力線的運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，通過(guò)接線端子引出，接在回路中，便產(chǎn)生了電流。

術(shù)語(yǔ)“發(fā)電機(jī)”一般指的是“發(fā)電機(jī)”。在這里讀到的感應(yīng)發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電機(jī)的交變電能。他們也被稱(chēng)為同步發(fā)電機(jī)。一種交流發(fā)電機(jī)或交流發(fā)電機(jī)的工作原理類(lèi)似于直流發(fā)電機(jī)的基本工作原理。
發(fā)電機(jī)原理圖

 
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，當(dāng)一個(gè)導(dǎo)體磁場(chǎng)中移動(dòng)的電勢(shì)會(huì)引起在導(dǎo)體。如果關(guān)閉路徑設(shè)置的導(dǎo)體，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)使電流在電路中流動(dòng)。
現(xiàn)在，看到上面的圖。讓導(dǎo)體線圈abcd放在磁場(chǎng)中。磁通量的方向?qū)⑿纬蒒極S極。線圈連接到滑環(huán)，和負(fù)載是通過(guò)電刷滑環(huán)連接上休息。線圈是順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，在這種情況下的感應(yīng)電流的方向可以用弗萊明右手定則給出的，它會(huì)沿著a-b-c-d.由于線圈是順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，周期的一半后，線圈的位置將在上述圖二例。在這種情況下，根據(jù)弗來(lái)明右手定則感應(yīng)電流的方向會(huì)沿著d-c-b-a.表明，該時(shí)間段半后的電流的方向變化，這意味著我們可以交流。
交流發(fā)電機(jī)（交流發(fā)電機(jī)）的凸極結(jié)構(gòu)
凸極式發(fā)電機(jī)
交流發(fā)電機(jī)的主要部件，顯然，由定子和轉(zhuǎn)子組成。但是，這不像其他機(jī)器，在大多數(shù)的交流發(fā)電機(jī)，磁場(chǎng)勵(lì)磁旋轉(zhuǎn)電樞線圈是靜止的。
定子：不像在交流發(fā)電機(jī)的直流電機(jī)的定子是不是服務(wù)于磁通路徑。相反，定子是用來(lái)裝電樞繞組。定子鐵芯是由合金鋼或鐵磁性層，以減少渦流損耗。
為什么電樞繞組固定在發(fā)電機(jī)？
在高電壓，容易固定電樞繞組的絕緣，這可能是30伏或更高。
高壓輸出可直接從靜止的電樞。然而，一個(gè)旋轉(zhuǎn)電樞，將有大的電刷接觸電壓降在更高的電壓，也引發(fā)了在刷面會(huì)發(fā)生。
勵(lì)磁繞組放置在轉(zhuǎn)子，和較低的直流電壓可以安全轉(zhuǎn)移。
電樞繞組可以支撐好，以防止由高離心力引起的變形。
轉(zhuǎn)子：有兩種用交流發(fā)電機(jī)/交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子：
（I）和（II）的圓柱型凸
凸極式：凸極式轉(zhuǎn)子是用在中低速發(fā)電機(jī)。的凸極式轉(zhuǎn)子交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)是在如上圖所示。這種類(lèi)型的轉(zhuǎn)子是由投影大極數(shù)（稱(chēng)為凸極），螺栓上的磁輪。這些柱子也層減少渦流損耗。發(fā)電機(jī)采用這種類(lèi)型的轉(zhuǎn)子直徑和軸向長(zhǎng)度短大。
圓柱型：圓柱型轉(zhuǎn)子在高速交流發(fā)電機(jī)，特別是渦輪發(fā)電機(jī)。這種類(lèi)型的轉(zhuǎn)子由光滑堅(jiān)固的鋼筒槽沿著外圍。勵(lì)磁繞組放置在這些槽。

交流發(fā)電機(jī)原理解析
三相同步發(fā)電機(jī)的工作原理:
同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子是旋轉(zhuǎn)的,其中裝設(shè)的轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組線圈兩端與兩個(gè)彼此絕緣的滑環(huán)連接,外界是通過(guò)壓在滑環(huán)上的電刷將直流電送給勵(lì)磁繞組的,當(dāng)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組得電后,就會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng),有N極S極。當(dāng)轉(zhuǎn)子在原動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)時(shí),三相定子電樞繞組就處在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中切割磁力線而感應(yīng)電勢(shì),輸出端接入負(fù)荷,發(fā)電機(jī)就會(huì)向負(fù)載供電。交流發(fā)電機(jī)主要由磁性材料制造多個(gè)南北極交替排列的永磁鐵（稱(chēng)為轉(zhuǎn)子）和硅鑄鐵制造并繞有多組串聯(lián)線圈的電樞線圈（稱(chēng)為定子）組成。
總結(jié)發(fā)電機(jī)工作發(fā)電原理：轉(zhuǎn)子由柴油機(jī)帶動(dòng)軸向切割磁力線，定子中交替排列的磁極在線圈鐵芯中形成交替的磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一圈，磁通的方向和大小變換多次，由于磁場(chǎng)的變換作用，在線圈中將產(chǎn)生大小和方向都變化的感應(yīng)電流并由定子線圈輸送出電流補(bǔ)充：柴油發(fā)電機(jī)組是系指以柴油等為燃料，以柴油機(jī)為原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電的動(dòng)力機(jī)械。柴油機(jī)把柴油燃燒所釋放出的熱能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能，發(fā)電機(jī)再把動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能！但是，在每次的轉(zhuǎn)換過(guò)程中都會(huì)有一部分的能量損失掉！轉(zhuǎn)換過(guò)來(lái)的能量永遠(yuǎn)只是燃燒放出的總能的一部分，其百分比就稱(chēng)為柴油機(jī)的熱效率。

 
交流同步發(fā)電機(jī)原理動(dòng)畫(huà)圖