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交流发电机

/alternator/
条目作者张卓然

张卓然

最后更新 2022-12-30
浏览 232
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实现机械能和交流电能相互转换的发电机。

英文名称
alternator
所属学科
电气工程

交流发电机分为旋转电枢式发电机和旋转磁极式发电机。如图1所示是旋转电枢式交流发电机的结构示意图,在此电机中交流导线旋转,磁场固定不动,产生的电流由转子上的绕组引出。

图1 旋转电枢式交流发电机结构示意图图1 旋转电枢式交流发电机结构示意图

如图2所示是旋转磁极式交流发电机的结构示意图,在此电机中导体固定不动,磁场旋转,产生的电流由定子上的电枢绕组引出。

图2 旋转磁极式交流发电机结构示意图图2 旋转磁极式交流发电机结构示意图

旋转磁极式交流发电机有两种型式:非凸极式和凸极式发电机。不论非凸极式或凸极式发电机,其交流电频率、磁极数和转子转速都存在以下关系:


式中表示频率,单位是赫;为转子转速,单位为转数/分钟;为磁极对数。

非凸极式发电机的定部铁心由槽状钢片构成,凹槽均匀分布在定部周围,槽内有交流导线、绝缘材料及使导体固定于定位的契形物,转子是由固态钢所锻造的圆柱体所组成,转子绕组经适当排列,以便能在携带直流电时产生磁场。转子与定子间需留有一定的空隙,称为气隙。由于通过气隙的磁场会与磁场绕组及交流导线产生耦合且空气的磁导率不及铁心,故气隙宜愈小愈好。

凸极发电机的定部构造及交流导线的方式和非凸极发电机相同,不过转子在钢圈边缘却有许多凸出的磁极,而钢圈就所在驱动轴上,磁场绕组则携带直流。

交流发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。定子由定子铁心、线包绕组、机座以及固定这些部分的其他结构件组成。

利用导线切割磁力线感应出电势的电磁感应原理,将原动机的机械能变为电能输出。定子由电枢铁心,均匀排放的三相绕组及机座和端盖等组成。转子通常为隐极式,由励磁绕组、铁心和轴、护环、中心环等组成。转子的励磁绕组通入直流电流,产生接近于正弦分布磁场(称为转子磁场),其有效励磁磁通与静止的电枢绕组相交链。转子旋转时,转子磁场随同一起旋转、每转一周,磁力线顺序切割定子的每相绕组,在三相定子绕组内感应出三相交流电势。

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