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永磁交流发电机原理和构造

时间：2023-05-05 17:08:08来源：柴油发电机组作者：点击：

 交流发电机原理和构造：

根据电磁感应原理，当导线在稳定磁场中做切割磁力线的运动时，运动导体内电子受到洛伦兹力的的作用会在导线两端产生电势，电势方向遵循右手定则，这样产生的电势称为动生电动势。发电机就是根据这个原理来发电的，下面通过一个原理模型来演示发电机的工作原理。 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。注：为简单清晰，在此图中没有显示闭合的磁路，仅显示用来产生电势部分的磁场。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。见图1。

图1--交流发电机工作原理

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，所以是一台单相交流发电机原理模型。 下面有一个动画演示这个工作过程，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。

 

 

在交流发电机原理课件中模型的磁场是不动的，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，两端为南、北两磁极，是发电机的转子，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。见图1。

图1--旋转磁场交流发电机原理

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，见图2。

图2--旋转磁场交流发电机工作过程

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，见图3。

图3--励磁转子交流发电机原理

转子作匀速旋转时，线圈就感生交流电流，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。 在这个模型中感生电压的频率与转子转速完全相同，感生的电压的变化与转子旋转完全对应，当转速为每分钟1500转时，发出的交流电频率为50赫兹（Hz）。由于定子绕组只有一个线框，只能发出单相交流电。有关三相交流发电机请到三相交流发电机原理模型课件。 这种旋转磁场的发电机称为旋转磁极式同步发电机。在以下动画中从旋转电枢模型开始介绍，再介绍旋转磁极式同步发电机原理模型。

 

以上所有的数据均是基于柴油发电机组带燃油泵、水泵、机油泵、空滤器和消声器运转时获得的，但不带有充电机、空压机、风扇、选用设备和驱动件。
以上所有的数据都是基于ISO 3046标准参考的条件—海拔110m（361ft），大气压力100kPa（29.53inHg），进气温度25℃ (77°F)，相对湿度30%，使用标准No.2号柴油或符合ASTM D975的柴油。

三相交流发电机结构：定子、转子原理模型

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