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    交换发电机的旋转原了解析

         做为柴油发电机组的电力局部发电机,常用的交换发电机有两种:三相异步发电机和单相交换发电机。第一种多用在产业上,而第二种多用在民用电器上。 

        一、三相异步发电机的旋转原理 

        三相异步发电秘密旋转起来的先决条件是具有一个旋转磁场,三相异步发电机的定子绕组便是用来发生旋转磁场的。我们晓得,但相电源相与相之间的电压在相位上是相差120度的,三相异步发电机定子中的三个绕组在空间方位上也互差120度,如许,当在定子绕组中通入三相电源时,定子绕组就会发生一个旋转磁场,其发生的进程如图1所示。图中分四个时辰来描绘旋转磁场的发生进程。电流每变革一个周期,旋转磁场在空间旋转一周,即旋转磁场的旋转速率与电流的变革是同步的。旋转磁场的转速为:n=60f/P 式中f为电源频率、P是磁场的磁极对数、n的单元是:每分钟转数。依据此式我们晓得,发电机的转速与磁极数和运用电源的频率有关,为此,控制交换发电机的转速有两种办法:1、改动磁极法;2、变频法。以往多用第一种办法,如今则应用变频技能完成对交换发电机的无级变速控制。 

        察看图1还可发明,旋转磁场的旋转偏向与绕组中电流的相序有关。相序A、B、C顺时针陈列,磁场顺时针偏向旋转,若把三根电源线中的恣意两根对换,比方将B相电流畅入C相绕组中,C相电流畅入B相绕组中,则相序变为:C、B、A,则磁场必定逆时针偏向旋转。应用这一特性我们可很方便地改动三相发电机的旋转偏向。 定子绕组发生旋转磁场后,转子导条(鼠笼条)将切割旋转磁场的磁力线而发生感到电流,转子导条中的电流又与旋转磁场互相作用发生电磁力,电磁力发生的电磁转矩驱动转子沿旋转磁场偏向以n1的转速旋转起来。普通状况下,发电机的实践转速n1低于旋转磁场的转速n。由于假定n=n1,则转子导条与旋转磁场就没有绝对活动,就不会切割磁力线,也就不会发生电磁转矩,以是转子的转速n1必定小于n。为此我们称三相发电机为异步发电机。 

        二、单相交换发电机的旋转原理 

        单相交换发电机只要一个绕组,转子是鼠笼式的。当单相正弦电流畅过定子绕组时,发电机就会发生一个交变磁场,这个磁场的强弱和偏向随工夫作正弦纪律变革,但在空间方位上是牢固的,以是又称这个磁场是交变脉动磁场。这个交变脉动磁场可剖析为两个以相反转速、旋转偏向互为相反的旋转磁场,当转子运动时,这两个旋转磁场在转子中发生两个巨细相称、偏向相反的转矩,使得分解转矩为零,以是发电机无法旋转。当我们用外力使发电机向某一偏向旋转时(如顺时针偏向旋转),这时转子与顺时针旋转偏向的旋转磁场间的切割磁力线活动变小;转子与逆时针旋转偏向的旋转磁场间的切割磁力线活动变大。如许均衡就冲破了,转子所发生的总的电磁转矩将不再是零,转子将顺着推进偏向旋转起来。 

        要使单相发电性能主动旋转起来,我们可在定子中加上一个起动绕组,起动绕组与主绕组在空间上相差90度,起动绕组要串接一个适宜的电容,使得与主绕组的电流在相位上类似相差90度,即所谓的分相原理。如许两个在工夫上相差90度的电流畅入两个在空间上相差90度的绕组,将会在空间上发生(两相)旋转磁场,如图2所示。在这个旋转磁场作用下,转子就能主动起动,起动后,待转速升到肯定时,借助于一个装置在转子上的离心开关或其他主动控制安装将起动绕组断开,正常任务时只要主绕组任务。因而,起动绕组可以做成短时任务方法。但有许多时分,起动绕组并不时开,我们称这种发电机为电容式单相发电机,要改动这种发电机的转向,可由改动电容器串接的地位来完成。 

        在单相发电机中,发生旋转磁场的另一种办法称为罩极法,又称单相罩极式发电机。此种发电机定子做成凸极式的,有南北极和四极两种。每个磁极在1/3--1/4全极面处开有小槽,如图3所示,把磁极分红两个局部,在小的局部上套装上一个短路铜环,好象把这局部磁极罩起来一样,以是叫罩极式发电机。单相绕组套装在整个磁极上,每个极的线圈是串联的,衔接时必需使其发生的极性顺次按N、S、N、S陈列。当定子绕组通电后,在磁极中发生主磁通,依据楞次定律,此中穿过短路铜环的主磁通在铜环内发生一个在相位上滞后90度的感到电流,此电流发生的磁通在相位上也滞后于主磁通,它的作用与电容式发电机的起动绕组相称,从而发生旋转磁场使发电机转动起来。 

        三、同步交换发电机原理 

        同步发电机是属于交换电机,定子绕组与异步发电机相反。它的转子旋转速率与定子绕组所发生的旋转磁场的速率是一样的,以是称为同步发电机。正由于如许,同步发电机的电流在相位上是超前于电压的,即同步发电机是一个容性负载。为此,在许多时分,同步发电机是用以改良供电零碎的功率要素的。 
    同步发电机在构造上大抵有两种: 

        1、转子用直流电停止励磁

        这种发电机的转子如图1所示,从图中可看出来,它的转子做成显极式的,装置在磁极铁芯下面的磁场线圈是互相串联的,接成具有瓜代相反的极性,并有两根引线衔接到装在轴上的两只滑环下面。磁场线圈是由一只小型直流发电机或蓄电池来鼓励,在大少数同步发电机中,直流发电机是装在发电机轴上的,用以供给转子磁极线圈的励磁电流。 
    由于这种同步发电机不克不及主动启动,以是在转子上还装有鼠笼式绕组而作为发电机启动之用。鼠笼绕组放在转子的四周,构造与异步发电机类似。 
    当在定子绕组通上三相交换电源时,发电机内就发生了一个旋转磁场,鼠笼绕组切割磁力线而发生感到电流,从而使发电机旋转起来。发电机旋转之后,其速率渐渐增高到稍低于旋转磁场的转速,此时转子磁场线圈经过直流电来鼓励,使转子下面构成肯定的磁极,这些磁极就希图跟踪定子上的旋转磁极,如许就添加发电机转子的速坦白至与旋转磁场同步旋转为止。 

        2、转子不需求励磁的同步电机 
     
        转子不励磁的同步发电性能够运用于单相电源上,也能运用于多相电源上。这种发电机中,有一种的定子绕组与分相发电机或多相发电机的定子类似,同时有一个鼠笼转子,而转子的外表切成立体,如图2所示。以是是属于显极转子,转子磁极是由一种磁化钢做成的,并且可以常常坚持磁性。鼠笼绕组是用来发生启动转矩的,而当发电机旋转到肯定的转速时,转子显极就跟住定子线圈的电流频率而到达同步。显极的极性是由定子感到出来的,因而它的数量应和定子上极数相称,当发电机转到它应有的速率时,鼠笼绕组就得到了作用,维持旋转是靠着转子与磁极跟住定子磁极,使之同步.该型发电机是现在发电机组配套发电机的常用范例。