電氣百科:發(fā)電機的結構及工作原理
現(xiàn)在社會最不可缺少的能源——電能,而發(fā)電機就是制造這一能源的主要設備。
電能的轉換過程
發(fā)電機的工作原理都來源于電磁感應定律和電磁力定律。其構造是利用適當?shù)膶Т藕蛯щ姴牧蠘嫵上嗷ミM行電磁感應的磁路和電路為原則,從而產生電磁功率,作為達到能量轉換的目的。
發(fā)電機是將其他形式的能源轉換成電能的機械設備,它由水輪機、汽輪機、柴油機或其他動力機械驅動,將水流,氣流,燃料燃燒或原子核裂變產生的能量轉化為機械能傳給發(fā)電機,再由發(fā)電機轉換為電能。發(fā)電機在工農業(yè)生產,國防,科技及日常生活中有廣泛的用途。
發(fā)電機的結構及工作原理
發(fā)電機通常由定子、轉子、端蓋.機座及軸承等部件構成。
定子由機座.定子鐵芯、線包繞組、以及固定這些部分的其他結構件組成。
轉子由轉子鐵芯(有磁扼.磁極繞組)滑環(huán)、(又稱銅環(huán).集電環(huán)).風扇及轉軸等部件組成。
由軸承及端蓋將發(fā)電機的定子,轉子連接組裝起來,使轉子能在定子中旋轉,做切割磁力線的運動,從而產生感應電勢,通過接線端子引出,接在回路中,便產生了電流。
發(fā)電機的分類:
發(fā)電機、直流發(fā)電機、交流發(fā)電機 、 同步發(fā)電機、異步發(fā)電機(很少采用)
交流發(fā)電機還可分為單相發(fā)電機與三相發(fā)電機。
汽輪發(fā)電機與汽輪機配套的發(fā)電機
汽輪機一般都做成高速運轉的,是為了達到較高的效率,運轉速度通常為3000轉/分(頻率為50赫)或3600轉/分(頻率為60赫)。核電站中汽輪機轉速較低,但也在1500轉/分以上。高速汽輪發(fā)電機為了減少因離心力而產生的機械應力以及降低風摩耗,轉子直徑一般做得比較小,長度比較大,即采用細長的轉子。特別是在3000轉/分以上的大容量高速機組,由于材料強度的關系,轉子直徑受到嚴格的限制,一般不能超過 1.2米。而轉子本體的長度又受到臨界速度的限制。當本體長度達到直徑的6倍以上時,轉子的第二臨界速度將接近于電機的運轉速度,運行中可能發(fā)生較大的振動。所以大型高速汽輪發(fā)電機轉子的尺寸受到嚴格的限制。10萬千瓦左右的空冷電機其轉子尺寸已達到上述的極限尺寸,要再增大電機容量,只有靠增加電機的電磁負荷來現(xiàn),為此必須加強電機的冷卻。所以 5~10萬千瓦以上的汽輪發(fā)電機都采用了冷卻效果較好的氫冷或水冷技術。
70年代以來,汽輪發(fā)電機的最大容量已達到130~150萬千瓦。從1986年以來,在高臨界溫度超導電材料研究方面取得了重大突破。超導技術可望在汽輪發(fā)電機中得到應用,這將在汽輪發(fā)電機發(fā)展史上產生一個新的飛躍。
對于發(fā)電機結構以及工作原理的一些初步了解,顯然發(fā)電機已是目前社會生活中必不可少的一項工具,而且隨著生活質量的提高,發(fā)電機的冷卻技術以及超導技術都得以提升,對于每一位愛車人士來說,發(fā)電機也是非常之關鍵的一個設備,所以平時一定注重發(fā)電機的保養(yǎng)及維修。