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    发电机是指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。

    1832年,法国人毕克西发明了手摇式直流发电机,其原理是通过转动永磁体使磁通发生变化而在线圈中产生感应电动势,并把这种电动势以直流电压形式输出;

    1866年,德国的西门子发明了自励式直流发电机;

    1870年,比利时的格拉姆制成了环形电枢,发明了环形电枢发电机。这种发电机是用水力来转动发电机转子的,经过反复改进,于1875年得到了3.2KW的输出功率;

    1882年,美国的戈登制造出了输出功率447KW,高3米,重22吨的两相式巨型发电机;

    1896年,特斯拉的两相交流发电机在尼亚拉发电厂开始劳动营运,3750KW,5000V的交流电一直送到40公里外的布法罗市。

    工作特性:

    表征同步发电机性能的主要是空载特性和负载运行特性。

    这些特性是用户选用发电机的重要依据。

    空载特性:

    发电机不接负载时,电枢电流为零,称为空载运行。此时电机定子的三相绕组只有励磁电流If感生出的空载电动势E0(三相对称),其大小随If的增大而增加。但是,由于电机磁路铁心有饱和现象,所以两者不成正比。反映空载电动势E0与励磁电流If关系的曲线称为同步发电机的空载特性。

    电枢反应:

    当发电机接上对称负载后,电枢绕组中的三相电流会产生另一个旋转磁场,称电枢反应磁场。其转速正好与转子的转速相等,两者同步旋转。

    同步发电机的电枢反应磁场与转子励磁磁场均可近似地认为都按正弦规律分布。它们之间的空间相位差取决于空载电动势E0与电枢电流I之间的时间相位差。电枢反应磁场还与负载情况有关。当发电机的负载为电感性时,电枢反应磁场起去磁作用,会导致发电机的电压降低;当负载呈电容性时,电枢反应磁场起助磁作用,会使发电机的输出电压升高。

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