发电机发电原理
发电机发电原理是当发电机的转子绕组中通入直流电时,产生磁场,转子在发动机的带动下旋转,定子绕组切割转子磁场感应三相交流电动势。
(1)发动机带动发电机内部转子旋转,产生旋转磁场。
(2)磁场外发电机壳体上固定有3组线圈,3相绕组彼此相隔120°。
(3)当转子旋转时,旋转的磁场使固定的电枢绕组中通过的磁通量发生变化,而在定子电枢绕组中产生三相感应电动势。
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?各种发电机的工作原理 <一> 发电机概述 发电机是将其他形式的能源转换成电能的机械设备,它由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动,将水流,气流,燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机,再由发电机转换为电能。发电机在工农业生产,国防,科技及日常生活中有广泛的用途。 发电机的形式很多,但其工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律。因此,其构造的一般原则是:用适当的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路,以产生电磁功率,达到能量转换的目的。 发电机已实施出口产品质量许可制度,未取得出口质量许可证的产品不准出口。 <二>发电机的分类可归纳如下: 发电机分:直流发电机和交流发电机 交流发电机分:同步发电机和异步发电机(很少采用) 交流发电机还可分为单相发电机与三相发电机。 <三>发电机结构及工作原理 发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。 定子由定子铁芯、线包绕组、机座以及固定这些部分的其他结构件组成。 转子由转子铁芯(或磁极、磁扼)绕组、护环、中心环、滑环、风扇及转轴等部件组成。 由轴承及端盖将发电机的定子,转子连接组装起来,使转子能在定子中旋转,做切割磁力线的运动,从而产生感应电势,通过接线端子引出,接在回路中,便产生了电流。 柴油发电机工作原理 柴油机驱动发电机运转,将柴油的能量转化为电能。 在柴油机汽缸内,经过空气滤清器过滤后的洁净空气与喷油嘴喷射出的高压雾化柴油充分混合,在活塞上行的挤压下,体积缩小,温度迅速升高,达到柴油的燃点。柴油被点燃,混合气体剧烈燃烧,体积迅速膨胀,推动活塞下行,称为‘作功’。各汽缸按一定顺序依次作功,作用在活塞上的推力经过连杆变成了推动曲轴转动的力量,从而带动曲轴旋转。 将无刷同步交流发电机与柴油机曲轴同轴安装,就可以利用柴油机的旋转带动发电机的转子,利用‘电磁感应’原理,发电机就会输出感应电动势,经闭合的负载回路就能产生电流。 这里只描述发电机组最基本的工作原理。要想得到可使用的、稳定的电力输出,还需要一系列的柴油机和发电机控制、保护器件和回路。 汽油机驱动发电机运转,将汽油的能量转化为电能。 在汽油机汽缸内,混合气体剧烈燃烧,体积迅速膨胀,推动活塞下行作功。各汽缸按一定顺序依次作功,作用在活塞上的推力经过连杆变成了推动曲轴转动的力量,从而带动曲轴旋转。将无刷同步交流发电机与汽油机曲轴同轴安装,就可以利用汽油机的旋转带动发电机的转子,利用‘电磁感应’原理,发电机就会输出感应电动势,经闭合的负载回路就能产生电流。 ·主磁场的建立:励磁绕组通以直流励磁电流,建立极性相间的励磁磁场,即建立起主磁场。
固定磁场交流发电机原理模型 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。 旋转磁场交流发电机原理模型 在这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。 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。 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 这里介绍汽轮发电机的构造,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。 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。 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。 定子铁芯由导磁良好的硅钢片叠成,在铁芯内圆均匀分布着许多槽(图3所示)。 在槽内嵌放定子的三相绕组。每相绕组由多个线圈组成,按一定规律对称排列。(图4所示)。使定子铁芯透明可看清绕组的分布(图4所示)。 转子插在定子内部,定子与转子的相对位置如图5所示。 定子固定在发电机的机座(外壳)内,转子由机座两端的轴承支撑,可在定子内自由旋转。集电环在机壳外侧,和碳刷架一同装在隔音罩内。在发电机外壳下方有发电机出线盒,发出的三相交流电从这里引出(图6所示)图7是发电机外观图 下载动画可观看发电机结构动画。 多磁极发电机原理模型 多磁极发电机的转子有多对磁极, 图1是有3对磁极的转子模型。由于每个磁极都是从转子上明显凸起,称之为凸极式转子。每个磁极上都 绕有励磁线圈,形成南北相间的6个磁极,励磁电源通过滑环向励磁线圈供电。 该模型的转子有3对磁极,旋转一周磁场将循环3个周期,每旋转120度磁场变化1个周期。定子内园周有 18个槽
一、发电机概述 发电机是将其他形式的能源转换成电能的机械设备,它由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动,将水流,气流,燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机,再由发电机转换为电能。发电机在工农业生产,国防,科技及日常生活中有广泛的用途。 发电机的形式很多,但其工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律。因此,其构造的一般原则是:用适当的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路,以产生电磁功率,达到能量转换的目的。 发电机可分为直流发电机和交流发电机,交流发电机又可分为同步发电机和异步发电机(很少采用) ,还可分为单相发电机与三相发电机。 发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。定子由定子铁芯、线包绕组、机座以及固定这些部分的其他结构件组成。转子由转子铁芯(或磁极、磁扼)绕组、护环、中心环、滑环、风扇及转轴等部件组成。 二、发电机的工作原理 按照电磁感应定律,导线切割磁力线感应出电动势,这是发电机的基本工作原理。图1为同步发电机的工作原理图。发电机转子与汽轮机转子为同轴连接,当蒸汽推动汽轮机高速旋转时,发电机转子随着转动。发电机转子绕组内通入直流电源后,便建立了一个磁场,这个磁场有一对主磁极,它随着汽轮机发电机转子旋转。磁通自转子的一个极(N级)出来,经过空气隙、定子铁芯、空气隙,进入转子另一个极(S极)构成回路。 图1 同步发电机工作原理图2 发电机出线的接线发电机转子具有一对磁极,转子旋转一周,定子绕组中感应电动势正好交变一次(假如发电机转子为P对磁极是,转子旋转一周,定子绕组中感应电动势交变P次)。当汽轮机以每分钟3000转旋转时,发电机转子每秒钟要旋转50周,磁极也要变化50次,那么在发电机定子绕组内感应电动势也变化50次。这样,发电机转子以每秒50周的恒速旋转,在定子三相绕组内感应出相位不同的三相交变电动势,即频率为50Hz的三相交变电动势。这时若
发电机工作原理 导线切割磁力线能够产生感应电势,将导线连成闭合回路,就有电流流通,这就是同步发电机的工作原理。 发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。 定子由定子铁芯、线包绕组、机座以及固定这些部分的其他结构件组成。定子绕组分为ABC三相,各相绕组均匀的分布在定子槽中。 转子由转子铁芯和励磁绕组构成。 由轴承及端盖将发电机的定子,转子连接组装起来,转子励磁绕组通直流电,建立发电机磁场,汽轮机带动转子旋转,产生旋转磁场,定子绕组切割转子磁场的磁力线,从而产生感应电势,通过接线端子引出,接在回路中,便产生了电流。 本机采用交流励磁机旋转整流器方式励磁。励磁系统由主励磁机、永磁副励磁机、AVR 等组成。 副励磁机为旋转磁极式,发出的电流送到主励磁机的定子作为主励磁机的励磁电流,由于主励磁机为旋转电枢式,电枢发出的电流通过转轴中孔送到旋转整流盘,经整流后送至转子线圈从而达到对发电机励磁。 发电机励磁电流的调节过程 △由副励磁机——可控硅——AVR调节器——作为主励磁机定子励磁电流——来调节主励旋转电枢的输出电流——送至旋转整流盘——转子绕组 △静止的永励副励磁机的电枢送出400Hz的电源,通过励磁电压调节器中的三相全控桥式可控硅整流器形成可调的直流电源到交流励磁机的磁场绕组。 通过控制全控桥整流器的导通角来调节交流励磁机的磁场电流,从而达到调节发电机励磁电流的目的 励磁系统工作原理 发电机的励磁电流由交流励磁机经旋转整流盘整流后提供,交流励磁机的励磁电流则由永磁机经调节装置中的可控硅全控桥整流后提供,励磁电流的大小由自励磁调节装置进行自动或手动调节,以满足发电机运行工况的要求。 如图所示是无刷励磁系统的原理图,它的副励磁机是永磁发电机,其磁极是旋转的,电枢是静止的,而交流励磁机正好相反。交流励磁机电枢、硅整流元件、发电机的励磁绕组都在同一根轴上旋转,所以它们之间不需要任何滑环与电刷等接触元件,这就实现了无刷励磁。 旋转部分
详细解析汽车发电机工作原理Time:2010-12-24 13:54:53 Author: Source:中电网交流发电机的结构 一、6管交流发电机的结构 交流发电机一般由转子、定子、整流器、端盖四部分组成。 JF132型交流发电机组件图见图2-5a JF132型交流发电机结构图见图2-5b JF132型交流发电机结构图见图2-5c (一)转子 转子的功用是产生旋转磁场。 转子由爪极、磁轭、磁场绕组、集电环、转子轴组成,见图2-6
转子轴上压装着两块爪极,两块爪极各有六个鸟嘴形磁极,爪极空腔内装有磁场绕组(转子线圈)和磁轭。集电环由两个彼此绝缘的铜环组成,集电环压装在转子轴上并与轴绝缘,两个集电环分别与磁场绕组的两端相连。 当两集电环通入直流电时(通过电刷),磁场绕组中就有电流通过,并产生轴向磁通,使爪极一块被磁化为N极,另一块被磁化为S极,从而形成六对相互交错的磁极。当转子转动时,就形成了旋转的磁场。 交流发电机的磁路为:磁轭→N极→转子与定子之间的气隙→定子→定子与转子间的气隙→S极→磁轭。见图2-7。 (二)定子 定子的功用是产生交流电。定子由定子铁心和定子绕组成。见图2-8A 定子铁心由内圈带槽的硅钢片叠成,定子绕组的导线就嵌放在铁心的槽中。定子绕组有三相,三相绕组采用星形接法或三角形(大功率)接法,都能产生三相交流电。 三相绕组的必须按一定要求绕制,才能使之获得频率相同、幅值相等、相位互差120°的三相电动势。 1.每个线圈的两个有效边之间的距离应和一个磁极占据的空间距离相等。
2.每相绕组相邻线圈始边之间的距离应和一对磁极占据的距离相等或成倍数。 3.三相绕组的始边应相互间隔2π+120o电角度(一对磁极占有的空间为360o电角度) 例:国产JF13系列交流发电机三相绕组绕制见图2-8B 结构参数如下: 磁极对数p6对 定子槽数z36槽 定子绕组相数m3相 每个线圈匝数N13匝 绕组联结方法Y型联结 在国产JF13系列交流发电机中,一对磁极占6个槽的空间位置(每槽60o电角度),一个磁极占3个槽的空间位置,所以每个线圈两条有效边的位置间隔是3个槽,每相绕组相邻线圈始边之间的距离6个槽,三相绕组的始边的相互间隔可以是2个槽,8个槽,14个槽等。 (三)整流器 交流发电机整流器的作用是将定子绕组的三相交流电变为直流电,6管交流发电机的整流器是由6只硅整流二极管组成三相全波桥式整流电路,6只整流管分别压装(或焊装)在两块板上。 1.汽车用硅整流二极管特点 (1)工作电流大,正向平均电流50A,浪涌电流600A; (2)反向电压高,反向重复峰值电压270V,反向不重复峰值电压300V;
直流发电机的工作原理及结构 电机的可逆运行原理 两个定理与两个定则 1、电磁感应定理 在磁场中运动的导体将会感应电势,若磁场、导体和导体的运动方向三者互相垂直,则作用导体中感应的电势大小为: e = B·l·v 符号物理量单位 B 磁场的磁感应强度Wb/m2 v 导体运动速度米/秒 l 导体有效长度m e 感应电势V 电势的方向用右手定则
2.电磁力定律载流导体在磁场中将会受到力的作用,若磁场与载流导体互相垂直(见下图),作用在导体上的电磁力大小为:f = B·l·i 符号物理量单位 i 导体中的电流A l 导体有效长度m f 电磁力N 力的方向用左手定则 (一)直流发电机的工作原理 1.直流发电机的原理模型
2.发电机工作原理
a、直流电势产生 用电动机拖动电枢使之逆时针方向恒速转动,线圈边a b 和c d 分别切割不同极性磁极下的磁力线,感应产生电动势直流发电机的工作原理就是把电枢线圈中感应产生的交变电动势,靠换向器配合电刷的换向作用,使之从电刷端引出时变为直流电动势因为电刷A 通过换向片所引出的电动势始终是切割N 极磁力线的线圈边中的电动势。所以电刷A 始终有正极性,同样道理,电刷 B 始终有负极性。所以电刷端能引出方向不变但大小变化的脉动电动势 b、结论 线圈的感应电动势是一种交变电动势,而在电刷A B 端的电动势却是直流电动势。 直流发电机[浏览次数:约145次] ?直流发电机是一种把机械能转换为直流电输出的电机,流电动机具有良好的起动性能和调速性能,因此广泛应用于要求调速平滑,调速围广等对调速要求较高的电气传动系统中,如电力机车、无轨电车、轧钢机起重设备等。 目录 ?直流发电机的结构 ?直流发电机的部件功能 ?直流发电机的工作原理 ?直流发电机的额定值
发电机 { 直流发电机、交流发电机 { 同步发电机、异步发电机(很少采用)交流发电机还可分为单相发电机与三相发电机。 由轴承及端盖将发电机的定子,转子连接组装起来,使转子能在定子中旋转,做切割磁力线的运动,从而产生感应电势,通过接线端子引出,接在回路中,便产生了电流。 直流发电机的工作原理 直流发电机的工作原理就是把电枢线圈中感应产生的交变电动势,靠换向器配合电刷的换向作用,使之从电刷端引出时变为直流电动势的原理。 电刷上不加直流电压,用原动机拖动电枢使之逆时针方向恒速转动,线圈两边就分别切割不同极性磁极下的磁力线,而在其中感应产生电动势,电动势方向按右手定则确定。这种电磁情况表示在图上。由于电枢连续地旋转,,因此,必须使载流导体在磁场中所受到线圈边ab和cd交替地切割N极和S极下的磁力线,虽然每个线圈边和整个线圈中的感应电动势的方向是交变的.线圈内的感应电动势是一种交变电动势,而在电刷A,B端的电动势却为直流电动势(说得确切一些,是一种方向不变的脉振电动势)。因为,电枢在转动过程中,无
论电枢转到什么位置,由于换向器配合电刷的换向作用,电刷A通过换向片所引出的电动势始终是切割N极磁力线的线圈边中的电动势,因此,电刷A始终有正极性。同样道理,电刷B始终有负极性,所以电刷端能引出方向不变的但大小变化的脉振电动势。如每极下的线圈数增多,可使脉振程度减小,就可获得直流电动势。这就是直流发电机的工作原理。同时也说明子直流发电机实质上是带有换向器的交流发电机。 铁芯具有吸引磁力线的作用(因为其磁阻很小),发电机电枢线圈是放在定子铁芯槽中的,磁场N-S的磁力线将被吸引,穿过定子铁芯后闭合。磁场的磁力线转动时,也就被电枢线圈切割了,自然就产生了电动势和电流。 异步电机一般定子通电,转子有感应电势,所以我们也称异步电机为感应电机。转子的转速与同步转速总是有一定的差异,这才叫异步电机的。 同步电机是定转子都要通电,而且转子的转速与同步转速一直是一样的,所以叫同步电机。
发电机的组成及工作原理 <一> 发电机概述 发电机是将其他形式的能源转换成电能的机械设备,它由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动,将水流,气流,燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机,再由发电机转换为电能。发电机在工农业生产,国防,科技及日常生活中有广泛的用途。 发电机的形式很多,但其工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律。因此,其构造的一般原则是:用适当的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路,以产生电磁功率,达到能量转换的目的。 发电机已实施出口产品质量许可制度,未取得出口质量许可证的产品不准出口。 <二>发电机的分类可归纳如下: 发电机分:直流发电机和交流发电机 交流发电机分:同步发电机和异步发电机(很少采用) 交流发电机还可分为单相发电机与三相发电机。 <三>发电机结构及工作原理
发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。 定子由定子铁芯、线包绕组、机座以及固定这些部分的其他结构件组成。 转子由转子铁芯(或磁极、磁扼)绕组、护环、中心环、滑环、风扇及转轴等部件组成。 由轴承及端盖将发电机的定子,转子连接组装起来,使转子能在定子中旋转,做切割磁力线的运动,从而产生感应电势,通过接线端子引出,接在回路中,便产生了电流。 柴油发电机工作原理 柴油机驱动发电机运转,将柴油的能量转化为电能。 在柴油机汽缸内,经过空气滤清器过滤后的洁净空气与喷油嘴喷射出的高压雾化柴油充分混合,在活塞上行的挤压下,体积缩小,温度迅速升高,达到柴油的燃点。柴油被点燃,混合气体剧烈燃烧,体积迅速膨胀,推动活塞下行,称为‘作功’。各汽缸按一定顺序依次作功,作用在活塞上的推力经过连杆变成了推动曲轴转动的力量,从而带动曲轴旋转。 将无刷同步交流发电机与柴油机曲轴同轴安装,就可以利用柴油机的旋转带动发电机的转子,利用‘电磁感应’原理,发电机就会输出感应电动势,经闭合的负载回路就能产生电流。
柴油发电机的工作原理是利用电磁感应原理 柴油机曲轴旋转便带动发电机转动发电,发电机有直流发电机和交流发电机。直流发电机主要由发电机壳、磁极铁芯、磁场线圈、电枢和炭刷等组成。交流发电机主要由磁性材料制造多个南北极交替排列的永磁铁(称为转子)和硅铸铁制造并绕有多组串联线圈的电枢线圈(称为定子)组成。直流发电机与交流发电机在工作原理上有所不同,但是最终达到了发电的目标。 柴油发电机组是一种小型发电设备,系指以柴油等为燃料,以柴油机为原动机带动发电机发电的动力机械。整套机组一般由柴油机、发电机、控制箱、燃油箱、起动和控制用蓄电瓶、保护装置、应急柜等部件组成。整体可以固定在基础上,定位使用,亦可装在拖车上,供移动使用。柴油发电机组属非连续运行发电设备,若连续运行超过12h,其输出功率将低于额定功率约90%。若使用者需要长时间不间断使用,则需要配置常用型发电机组,也就是应机组应该要考虑到长时间工作机组功率下降这一点了。常用功率和备用功率的关系是:比如用户需要100KW柴油发电机组,常用100KW的柴油发电机组备用功率为100KW*110%=110KW。也就是备用100KW的柴油发电机组的常用功率为90KW。尽管柴油发电机组的功率较低,但由于其体积小、灵活、轻便、配套齐全,便于操作和维护,所以广泛应用于矿山、铁路、野外工地、道路交通维护、以及工厂、企业、医院等部门,作为备用电源或临时电源。 柴油发电机组属自备电站交流供电设备的一种类型,是一种小型独立的发电设备,以内燃机作动力,驱动同步交流发电机而发电。将无刷同步交流发电机与柴油机曲轴同轴安装,就可以利用柴油机的旋转带动发电机的转子,利用‘电磁感应'原理,发电机就会输出感应电动势,经闭合的负载回路就能产生电流。 柴油发电机组是由内燃机和同步发电机组合而成的,内燃机的最大功率受零部件的机械负荷和热负荷的限制,称为额定功率,交流同步发电机的额定功率是指在额定转速下,长期连续运转时,输出的额定功率,通常把柴油机输出额定功率与同步交流发电机输出的额定功率之间,称为匹配比。 发电机电球的工作原理调控及维护 同步发电机,俗称“电球” 柴油发电机组是常用的备用电源,由于它以柴油发动机燃烧柴油为动力, 带动发电机发出与市电同样性质的电力,所以用在市电断电后需要后备电源带非线性负载能力对工作环境的要求、从性能价格比、供电几小时以上的场合。. 方面考虑,采用柴油发电机组比使用很多大容量蓄电池的长延时UPS往往具有一
柴油发电机组的工作原理及结构 发电机组的工作原理及结构: 发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。定子由定子铁芯、线包绕组、机座以及固定这些部分的其他结构件组成。转子由转子铁芯(或磁极、磁扼)绕组、护环、中心环、滑环、风扇及转轴等部件组成。 由轴承及端盖将发电机的定子,转子连接组装起来,使转子能在定子中旋转,做切割磁力线的运动,从而产生感应电势,通过接线端子引出,接在回路中,便产生了电流。汽轮发电机与汽轮机配套的发电机。为了得到较高的效率,汽轮机一般做成高速的,通常为1500转/分(频率为50赫)或1800转/分(频率为60赫)。核电站中汽轮机转速较低,但也在1500转/分以上。高速汽轮发电机为了减少因离心力而产生的机械应力以及降低风摩耗,转子直径一般做得比较小,长度比较大,即采用细长的转子。特别是在3000转/分以上的大容量高速机组,由于材料强度的关系,转子直径受到严格的限制,一般不能超过 1.2米。而转子本体的长度又受到临界速度的限制。当本体长度达到直径的6倍以上时,转子的第二临界速度将接近于电机的运转速度,运行中可能发生较大的振动。所以大型高速汽轮发电机转子的尺寸受到严格的限制。10万千瓦左右的空冷电机其转子尺寸已达到上述的极限尺寸,要再增大电机容量,只有靠增加电机的电磁负荷来实现。为此必须加强电机的冷却。所以 5~10万千瓦以上的汽轮发电机都采用了冷却效果较好的氢冷或水冷技术。70年代以来,汽轮发电机的最大容量已达到130~150万千瓦。从1986年以来,在高临界温度超导电材料研究方面取得了重大突破。超导技术可望在汽轮发电机中得到应用,这将在汽轮发电机发展史上产生一个新的飞跃。 将机械能转变成电能的电机。通常由汽轮机、水轮机或内燃机驱动。小型发电机也有用风车或其他机械经齿轮或皮带驱动的。 发电机分为直流发电机和交流发电机两大类。后者又可分为同步发电机和异步发电机两种。现代发电站中最常用的是同步发电机。这种发电机的特点是由直流电流励磁,既能提供有功功率,也能提供无功功率,可满足各种负载的需要。异步发电机由于没有独立的励磁绕组,其结构简单,操作方便,但是不能向负载提供无功功率,而且还需要从所接电网中汲取滞后的磁化电流。因此异步发电机
柴油发电机工作原理 发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。 定子由定子铁芯、线包绕组、机座以及固定这些部分的其他结构件组成。 转子由转子铁芯(或磁极、磁扼)绕组、护环、中心环、滑环、风扇及转轴等部件组成。 由轴承及端盖将发电机的定子,转子连接组装起来,使转子能在定子中旋转,做切割磁力线的运动,从而产生感应电势,通过接线端子引出,接在回路中,便产生了电流。 柴油机驱动发电机运转,将柴油的能量转化为电能。 发电机 { 直流发电机、交流发电机 { 同步发电机、异步发电机(很少采用)交流发电机还可分为单相发电机与三相发电机。 由轴承及端盖将发电机的定子,转子连接组装起来,使转子能在定子中旋转,做切割磁力线的运动,从而产生感应电势,通过接线端子引出,接在回路中,便产生了电流。 直流发电机的工作原理
直流发电机的工作原理就是把电枢线圈中感应产生的交变电动势,靠换向器配合电刷的换向作用,使之从电刷端引出时变为直流电动势的原理。 电刷上不加直流电压,用原动机拖动电枢使之逆时针方向恒速转动,线圈两边就分别切割不同极性磁极下的磁力线,而在其中感应产生电动势,电动势方向按右手定则确定。这种电磁情况表示在图上。由于电枢连续地旋转,,因此,必须使载流导体在磁场中所受到线圈边ab和cd交替地切割N极和S极下的磁力线,虽然每个线圈边和整个线圈中的感应电动势的方向是交变的.线圈内的感应电动势是一种交变电动势,而在电刷A,B端的电动势却为直流电动势(说得确切一些,是一种方向不变的脉振电动势)。因为,电枢在转动过程中,无论电枢转到什么位置,由于换向器配合电刷的换向作用,电刷A通过换向片所引出的电动势始终是切割N极磁力线的线圈边中的电动势,因此,电刷A始终有正极性。同样道理,电刷B始终有负极性,所以电刷端能引出方向不变的但大小变化的脉振电动势。如每极下的线圈数增多,可使脉振程度减小,就可获得直流电动势。这就是直流发电机的工作原理。同时也说明子直流发电机实质上是带有换向器的交流发电机。
一发电机基本工作原理 汽车发电机是硅整流式交流发电机,所以发电机型号多以JF开头。由调节器通电给转子线圈产生磁场,发动机带动转子转动,定子线圈切割转子磁力线产生交流电,再由整流板整流后变成直流电供全车使用。调节器的是对转子线圈激磁电流的通断来实现电压的调节,大部分通过D+端电压检测发电电压的高低。也有通过B+和D+俩段同时检测发电电压的,例如北京奥博发电机的一些新机型,这样也就大大减少了因激磁二极管和D+线路故障引起的电压异常问题。激磁的过程是点火开关通过充电指示灯(下称电瓶灯)连接到发电机D+端上,D+端同时连接调节器,在经由调节器碳刷直接连接(不通过调节器内部)到转子滑环(铜头)的一端,滑环另一端通过调节器的另一个碳刷经由调节器内部够成回路。 一机外部线路的检查 1我们先以不发电为例,检查前需要先确认皮带的松紧与老化,需要注意的是有些发动机的发电机是由曲轴轮带动风扇与水泵轮,再带动发电机的。比如斯太尔,霸龙等。任何一组皮带松了都会影响发电电压。皮带松会有异响,有经验的修理工人都可以很容易判断。 要说明的是司机认为不发电大概有3种原因: a,发电电压过低 症状为电瓶灯不亮,用改锥或扳手轻触皮带轮会感觉到有磁力,用万用表测量发电机发电低于26.5V就可以判定为发电过低了。具体检修方法我会在下面介绍。如果排除发电机的原因那就要检查电瓶液,电瓶液的标准为过极板,太少会导致电瓶内电阻变大,影响发电电压,太多会导致从电瓶盖的小孔漏液,虽然短期内不会造成影响,但是时间久了以后会导致电瓶正负间短路,同样会影响发电电压。还有一种情况就是电瓶损坏,可以用密度计测量电瓶液密度(正常密度北方为1.28g/cm3最高不能高过1.29,南方偏低一些),密度过低也会对发电量造成影响。电瓶内短路发电量也会低,具体测量方法为用放电表自带的表笔测量每格的电压,每格电压为2V,6格一共12V。另外需要注意的是如果用电量(负载)过大也会导致发电量过低,比如预热继电器粘连。
基于电磁感应定律和电磁力定律。因此,其构造的一般原则是:用适当的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路,以产生电磁功率,达到能量转换的目的。 发电机已实施出口产品质量许可制度,未取得出口质量许可证的产品不准出口。 <二>发电机的分类可归纳如下: 发电机分:直流发电机和交流发电机 交流发电机分:同步发电机和异步发电机(很少采用) 交流发电机还可分为单相发电机与三相发电机。 <三>发电机结构及工作原理 发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。 定子由定子铁芯、线包绕组、机座以及固定这些部分的其他结构件组成。 转子由转子铁芯(或磁极、磁扼)绕组、护环、中心环、滑环、风扇及转轴等部件组成。 由轴承及端盖将发电机的定子,转子连接组装起来,使转子能在定子中旋转,做切割磁力线的运动,从而产生感应电势,通过接线端子引出,接在回路中,便产生了电流。 柴油发电机工作原理 柴油机驱动发电机运转,将柴油的能量转化为电能。 在柴油机汽缸内,经过空气滤清器过滤后的洁净空气与喷油嘴喷射出的高压雾化柴油充分混合,在活塞上行的挤压下,体积缩小,温度迅速升高,达到柴油的燃点。柴油被点燃,混合气体剧烈燃烧,体积迅速膨胀,推动活塞下行,称为‘作功’。各汽缸按一定顺序依次作功,作用在活塞上的推力经过连杆变成了推动曲轴转动的力量,从而带动曲轴旋转。 将无刷同步交流发电机与柴油机曲轴同轴安装,就可以利用柴油机的旋转带动发电机的转子,利用‘电磁感应’原理,发电机就会输出感应电动势,经闭合的负载回路就能产生电流。 这里只描述发电机组最基本的工作原理。要想得到可使用的、稳定的电力输出,还需要一系列的柴油机和发电机控制、保护器件和回路。详细请进>>> 汽油发电机原理 汽油机驱动发电机运转,将汽油的能量转化为电能。 在汽油机汽缸内,混合气体剧烈燃烧,体积迅速膨胀,推动活塞下行作功。各汽缸按一定顺序依次作功,作用在活塞上的推力经过连杆变成了推动曲轴转动的力量,从而带动曲轴旋转。将无刷同步交流发电机与汽油机曲轴同轴安装,就可以利用汽油机的旋转带动发电机的转子,利用‘电磁感应’原理,发电机就会输出感应电动势,经闭合的负载回路就能产生电流。详细请进>>>
汽车发电机工作原理交流发电机的结构 一、6管交流发电机的结构 交流发电机一般由转子、定子、整流器、端盖四部分组成。 JF132型交流发电机组件图见图2-5a JF132型交流发电机结构图见图2-5b
JF132型交流发电机结构图见图2-5c (一)转子 转子的功用是产生旋转磁场。 转子由爪极、磁轭、磁场绕组、集电环、转子轴组成,见图2-6。 转子轴上压装着两块爪极,两块爪极各有六个鸟嘴形磁极,爪极空腔内装有磁场绕组 (转子线圈)和磁轭。 集电环由两个彼此绝缘的铜环组成,集电环压装在转子轴上并与轴绝缘,两个集电环分别与磁场绕组的两端相连。 当两集电环通入直流电时(通过电刷),磁场绕组中就有电流通过,并产生轴向磁通,使爪极一块被磁化为N极,另一块被磁化为S极,从而形成六对相互交错的磁极。当转子转动时,就形成了旋转的磁场。 交流发电机的磁路为:磁轭→N极→转子与定子之间的气隙→定子→定子与转子间的气隙→S极→磁轭。见图2-7。
(二)定子 定子的功用是产生交流电。 定子由定子铁心和定子绕组成。见图2-8A 定子铁心由内圈带槽的硅钢片叠成,定子绕组的导线就嵌放在铁心的槽中。 定子绕组有三相,三相绕组采用星形接法或三角形(大功率)接法,都能产生三相交流电。 三相绕组的必须按一定要求绕制,才能使之获得频率相同、幅值相等、相位互差120°的三相电动势。
1.每个线圈的两个有效边之间的距离应和一个磁极占据的空间距离相等。 2.每相绕组相邻线圈始边之间的距离应和一对磁极占据的距离相等或成倍数。 3.三相绕组的始边应相互间隔2π+120o电角度(一对磁极占有的空间为360o电角度) 例:国产JF13系列交流发电机三相绕组绕制见图2-8B 结构参数如下:磁极对数p 6对 定子槽数z 36槽 定子绕组相数m 3相 每个线圈匝数N 13匝 绕组联结方法 Y型联结 在国产JF13系列交流发电机中,一对磁极占6个槽的空间位置(每槽60o 电角度),一个磁极占3个槽的空间位置,所以每个线圈两条有效边的位置间隔是3个槽,每相绕组相邻线圈始边之间的距离6个槽,三相绕组的始边的相互间隔可以是2个槽,8个槽,14个槽等。 (三)整流器 交流发电机整流器的作用是将定子绕组的三相交流电变为直流电, 6管交流发电机的整流器是由6只硅整流二极管组成三相全波桥式整流电路,6只整流管分别压装(或焊装)在两块板上。 1.汽车用硅整流二极管特点 (1)工作电流大,正向平均电流50A,浪涌电流600A; (2)反向电压高,反向重复峰值电压270V,反向不重复峰值电压300V; (3)只有一根引线见图2-9。并且有的二极管引线是正极,有的二极管引
一发电机基本工作原理由调节器通电给转子线圈产汽车发电机是硅整流式交流发电机,所以发电机型号多以开头。再由整流板整流后变发动机带动转子转动,定子线圈切割转子磁力线产生交流电,生磁场,大部分通成直流电供全车使用。调节器的是对转子线圈激磁电流的通断来实现电压的调节,例如北京奥博发电机过端电压检测发电电压的高低。也有通过和俩段同时检测发电电压的,激磁的的一些新机型,这样也就大大减少了因激磁二极管和线路故障引起的电压异常问题。下称电瓶灯)连接到发电机端上,端同时连接调节器,在(过程是点火开关通过充电指示灯经由调节器碳刷直接连接(不通过调节器内部)到转子滑环(铜头)的一端,滑环另一端通过调节器的另一个碳刷经由调节器内部够成回路。 一机外部线路的检查我们先以不发电为例,检查前需要先确认皮带的松紧与老化,需要注意的是有些发动机的1霸龙等。任何一组皮发电机是由曲轴轮带动风扇与水泵轮,再带动发电机的。比如斯太尔,带松了都会影响发电电压。皮带松会有异响,有经验的修理工人都可以很容易判断。3种原因:要说明的是司机认为不发电大概有a,发电电压过低用万用表测量发电机发电低用改锥或扳手轻触皮带轮会感觉到有磁力,症状为电瓶灯不亮,具体检修方法我会在下面介绍。如果排除发电机的原于26.5V就可以判定为发电过低了。影响发电电压,因那就要检查电瓶液,电瓶液的标准为过极板,太少会导致电瓶内电阻变大,但是时间久了以后会导致电瓶太多会导致从电瓶盖的小孔漏液,虽然短期内不会造成影响,可以用密度计测量电瓶液同样会影响发电电压。还有一种情况就是电瓶损坏,正负间短路,密度过低也会对发电量造,南方偏低一些)密度(正常密度北方为1.283最高不能高过1.29,成影响。电瓶内短路发电量也会低,具体测量方法为用放电表自带的表笔测量每格的电压,。另外需要注意的是如果用电量(负载)过大也会导致发电量格一共,每格电压为2V612V 过低,比如预热继电器粘连。1 / 5 b,发电机发电但是不向电瓶充电,怠症状为发电机电瓶灯不量,转速表正常(需要注意的是部分车型转速表不在发电机上)以上,熄火以上,有的甚至可以达到60V速状态下用万用表测量发电机端电压会达到40V 0.这种情况就要检查端的火线断路,具体方法因车型不同查找方法也不同。后电压为c,发电机不发电即使是不发电转速表不转(部分车型转速表不在发电机上,症状为怠速电瓶灯常亮或不亮,以下锥或扳手轻触皮24V转速表也正常)用万用表测量发电机端电压怠速与熄火电压相同为端与端的俩根线,两端线路对地短路,端断路,W带轮感觉不到
□ 充电装置 充电装置是由发电机以及调节器组成的,它向电瓶充电并且向电气装置供电。 即,在起动机起动以及发动机停止时电瓶就成为必须的电源,而发电机要在发动机运转时向电气装置供电同时也要给电瓶充电,保证电瓶随时都处在可使用状态。 发电机通过皮带被发动机带动运转,产生的交流电被二极管整流为直流电。但是,在高速旋转时产生的电压会过高,向电瓶中充电过多,并会导致大灯熄灭等电气故障。为了防止上述故障的发生,需要通过调节器来将发电机的发电电压控制在适当的范围内。 2.种类 【1】发电机 [1]发电机(标准型) 请参见下图中发电机,这就是本公司体积小、重量轻的标准型。IC 调节器被安装在内部,这也是现在的主流机型。 电瓶 发电机 <充电装置> 点火装置
<标准型发电机> [2]发电机(传统型) 一般通常结构的发电机。要和触点式调节器组合之后才能使用。 <传统型发电机> [3]带真空泵的发电机 将生成负压(刹车的助力装置驱动源)的真空泵和发电机合为一体的型号。
[4]SC 发电机 本发电机采用了类似于波形蛙式绕组的“导线分段”式定子线圈,并通过采用此线圈成为体积小·输出大·功率高的发电机。 【2】调节器 [1]触点式调节器 本调节器是由稳压器和充电指示灯继电器组成的。电压调节的方式是,在磁场线圈串联上电 <带真空泵的发电机> <带真空泵的发电机> 真空泵 发电机
阻,通过电阻两端触点的连接、断开来控制转子电流。 稳压器 充电指示灯继电器 <触点式调节器> 〔2〕IC调节器 由于半导体技术的发展,现在已经由触点式调节器转变为IC调节器。IC调节器上没有触点,和触点式调节器相比的优点为能够更多地捕捉转子电流,并且由于其体积小,重量轻更能够与发电机浑然一体。
交流发电机的结构 一、6管交流发电机的结构 交流发电机一般由转子、定子、整流器、端盖四部分组成。JF132型交流发电机组件图见图2-5a JF132型交流发电机结构图见图2-5b JF132型交流发电机结构图见图2-5c
(一)转子 转子的功用是产生旋转磁场。 转子由爪极、磁轭、磁场绕组、集电环、转子轴组成,见图2-6 转子轴上压装着两块爪极,两块爪极各有六个鸟嘴形磁极,爪极空腔内装有磁场绕组(转子线圈)和磁轭。集电环由两个彼此绝缘的铜环组成,集电环压装在转子轴上并与轴绝缘,两个集电环分别与磁场绕组的两端相连。 当两集电环通入直流电时(通过电刷),磁场绕组中就有电流通过,并产生轴向磁通,使爪极一块被磁化为N极,另一块被磁化为S极,从而形成六对相互交错的磁极。当转子转动时,就形成了旋转的磁场。 交流发电机的磁路为:磁轭→N极→转子与定子之间的气隙→定子→定子与转子间的气隙→S 极→磁轭。见图2-7。
2.整流管的安装 将正极管安装在一块铝制散热板上,称为正整流板;将负极管安装另一块铝制散热板上,称为负整流板,也可用发电机后盖代替负整流板。见图2-10。 在正整流板上有一个输出接线柱B(发电机的输出端)。负整流板上直接搭铁。负整流板上一定和壳体相联接。整流板的形状各异,有马蹄形、长方形、半圆形等见图2-11
二、8管交流发电机 8管交流发电机(如夏利车用)和6管交流发电机的基本机构是相同的,所不同的是整流器有 8只硅整流二极管,其中6只组成三相全波桥式整流电路,还有2只是中性点二极管,1只正 极管接在中性点和正极之间,1只负极管接在中性点和负极之间。对中性点电压进行全波整流。(见图2-14) 试验表明:加装中性点二极管的交流发电机在结构不变的情况下可以提高发电机的功率10%~15%。 中性点二极管提高发电机功率的原理: 交流发电机中性点电压为三次谐波,随着发电机转速的提高,中性点三次谐波电压也升高。见图2-15
硅整流发电机每相绕组中产生的电动势的有效值与发电机的转速和磁场的磁通量成正比。 一、交流发电机的发电原理 如图所示是交流发电机的工作原理图: 发电机的三相定子绕组按一定规律分布在发电机的定子槽中,互相差120°电角度 交流发电机的磁路是:转子爪极的磁力线从转子的N极出发,穿过转子与定子之
间很小的气隙进入定子铁心,最后又经过空气隙回到相邻的S极,并通过磁轭构成了磁回路转子磁极呈鸟嘴形,可使定子绕组感应的交流电动势近似于正弦曲线的波形当转子旋转时,由于定子绕组与磁力线有相对的切割运动,所以在三相绕组中产生频率相同,幅值相等,相位互差120°电角度的正弦电动势为eA、eB和eC 二、整流原理和过程 在交流发电机中,整流器是利用硅二极管的单向导电性能进行整流的 在三相桥式全波整流电路中,三个正二极管的正极引出线分别同三相绕组的首端相连在某一瞬间,只有与电位最高的一相绕组相连的正二极管导通同样,三个负二极管的引出线也同三相绕组的首端相连在同一瞬间,只有与电位最低的一相绕组相联的负二极管导通这样反复循环、6只二极管轮流导通,在负载两端便得到一个较平稳的脉动的直流电压下图为6只二极管组成的三相桥式全波整流电路及产生的电压波形图
中性点电压一般用来控制各种用途的继电器,如磁场继电器、充电继电器等三、交流发电机的励磁方式 交流发电机开始发电时,需由蓄电池供给励磁电流,此时为它励。当发电机达到蓄电池电压时,即由发电机自己供给励磁电流,也就是由它励转变为自励 四、不同形式交流发电机的电路连接方式及原理 1、9管交流发电机 9管交流发电机的特点是除了常用的6个二极管外,又增加了3个小功率二极管,专门用来供给磁场电流,又称为磁场二极管采用磁场二极管后,可以省去充电指示灯继电器,其线路连接关系如图所示 2、8管交流发电机 8管交流发电机除了三相桥式整流电路的6个二极管外,还具有2个中性点二极管,利用中性点二极管的输出可以提高发电机的输出功率如图所示
柴油发电机组原理图 柴油发电机组是常用的备用电源,由于它以柴油发动机燃烧柴油为动力,带动发电机发出与 市电同样性质的电力,所以用在市电断电后需要后备电源供电几小时以上的场合。从性能价格比、对工作环境的要求、带非线性负载能力方面考虑,采用柴油发电机组比使用很多大容量蓄电池的长延时UPS往往具有一定的优势。但是柴油发电机组在市电断电后需要十秒钟左右才能发出稳定的电力,这就大不如UPS可不间断供电的特点。因此,柴油发电机组和UPS 通常是取其各自的优势构成一个完善的、可靠的电源系统,以确保重要设备的不间断供电。柴油发电机组一般是采用同步发电机(也俗称电球)将柴油发动机的旋转机械能转为电能。各种用电设备要依靠它发出的电力工作,因此对同步发电机的工作性能要求是很高的。 1 同步发电机的工作原理 同步发电机是根据电磁感应原理制造的。主要组成部分如图1。现代交流发电机通常由两部分线圈构成;为了提高磁场的强度,一部分线圈绕在一个导磁性能良好的金属片叠成的圆 筒内壁的凹槽内,这个圆筒固定在机座上称为定子。定子内的线圈可输出感应电动势和感应电流,所以又称其为电枢。发电机的另一部分线圈则绕在定子圆筒内的一导磁率强的金属片叠成的圆柱体的凹槽内,称为转子。一根轴穿过转子中心并将其紧固在一起,轴两端与机座构成轴承支撑。转子与定子内壁之间保持小而均匀的间隙且可灵活转动。这叫做旋转磁场式结构的无刷同步发电机。 工作时,转子线圈通以直流电形成直流恒定磁场,在柴油机的带动下转子快速旋转,恒定磁场也随之旋转,定子的线圈被磁场磁力线切割产生感应电动势,发电机就发出电来。 1—前端盖;2—出风盖板;3—轴承;4—定子;5—端子箱侧板;6—电压调节器;7—调节器支架;8—端子箱顶盖;9—端子箱前后板;10—接线板;11—接线板支架;12—端子箱侧板;13—吊攀;14—轴承盖;15—进风盖板;16—后端盖;17—励磁定子;18—励磁定子固定螺栓;19—轴承;20—旋转整流器;21—励磁电枢;22—接地牌;23—转子;24—风扇;25—永磁机机壳;26—永磁机转轴;27—永磁机转子;28—永磁机定子;29—永磁机定子固定螺栓;30—永磁机转子固定螺栓;31—垫圈;32—永磁机盖板 图1 双轴承发电机剖视图 转子及其恒定磁场被柴油机带动快速旋转时,在转子与定子之间小而均匀的间隙中形成一个旋转的磁场,称为转子磁场或主磁场。平常工作时发电机的定子线圈即电枢都接有负载,定子线圈被磁场磁力线切割后产生的感应电动势通过负载形成感应电流,此电流流过定子线圈也会在间隙中产生一个磁场,称为定子磁场或电枢磁场。这样在转子、定子之间小而均匀的间隙中出现了转子磁场和定子磁场,这两个磁场相互作用构成一个合成磁场。发电机就是由合成磁场的磁力线切割定子线圈而发电的。由于定子磁场是由转子磁场引起的,且它们之间总是保持着一先一后并且同速的同步关系,所以称这种发电机为同步发电机。同步发电机在机械结构和电器性能上都具有许多优点。 2 同步发电机的调控 同步发电机在其额定负载范围内允许带各种用电负荷。这些负荷的输入特性会直接影响发电机的输出电压;当负载为纯电阻性时,因为同步发电机的定子端电压——电枢端电压与负 载电流是同相的,所以使得转子磁场的前一半被定子磁场削弱,而后一半又被定子磁场加强,一周内合成磁场平均值不变,发电机输出电压不变。负载呈现为纯电感性时,则因负载电流滞后电枢端电压90°而使得定子磁场削弱了转子磁场,合成磁场降低,造成发电机输出电压下降。若负载是纯电容性的,负载电流就会超前电枢端电压90°,从而使定子磁场加强了转子磁