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同步發(fā)電機,直流發(fā)電機的工作原理
同步發(fā)電機工作原理
· 主磁場的建立:勵磁繞組通以直流勵磁電流,建立極性相間的勵磁磁場,即建立起主磁場。
· 載流導體:三相對稱的電樞繞組充當功率繞組,成為感應(yīng)電勢或者感應(yīng)電流的載體。
· 切割運動:原動機拖動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)(給電機輸入機械能),極性相間的勵磁磁場隨軸一起旋轉(zhuǎn)并順次切割定子各相繞組(相當于繞組的導體反向切割勵磁磁場)。
· 交變電勢的產(chǎn)生:由于電樞繞組與主磁場之間的相對切割運動,電樞繞組中將會感應(yīng)出大小和方向按周期性變化的三相對稱交變電勢。通過引出線,即可提供交流電源。
直流發(fā)電機的工作原理
直流發(fā)電機的工作原理就是把電樞線圈中感應(yīng)產(chǎn)生的交變電動勢,靠換向器配合電刷的換向作用,使之從電刷端引出時變?yōu)橹绷麟妱觿莸脑怼?
電刷上不加直流電壓,用原動機拖動電樞使之逆時針方向恒速轉(zhuǎn)動,線圈兩邊就分別切割不同極性磁極下的磁力線,而在其中感應(yīng)產(chǎn)生電動勢,電動勢方向按右手定則確定。這種電磁情況表示在圖上。由于電樞連續(xù)地旋轉(zhuǎn),因此,必須使載流導體在磁場中所受到線圈邊ab和cd交替地切割N極和S極下的磁力線,雖然每個線圈邊和整個線圈中的感應(yīng)電動勢的方向是交變的.線圈內(nèi)的感應(yīng)電動勢是一種交變電動勢,而在電刷A,B端的電動勢卻為直流電動勢(說得確切一些,是一種方向不變的脈振電動勢)。因為,電樞在轉(zhuǎn)動過程中,無論電樞轉(zhuǎn)到什么位置,由于換向器配合電刷的換向作用,電刷A通過換向片所引出的電動勢始終是切割N極磁力線的線圈邊中的電動勢,因此,電刷A始終有正極性。同樣道理,電刷B始終有負極性,所以電刷端能引出方向不變的但大小變化的脈振電動勢。如每極下的線圈數(shù)增多,可使脈振程度減小,就可獲得直流電動勢。這就是直流發(fā)電機的工作原理。同時也說明子直流發(fā)電機實質(zhì)上是帶有換向器的交流發(fā)電機。
從基本電磁情況來看,一臺直流電機原則上既可工作為電動機運行,也可以作為發(fā)電機運行,只是約束的條件不同而已。在直流電機的兩電刷端上,加上直流電壓,將電能輸入電樞,機械能從電機軸上輸出,拖動生產(chǎn)機械,將電能轉(zhuǎn)換成機械能而成為電動機,如用原動機拖動直流電機的電樞,而電刷上不加直流電壓,則電刷端可以引出直流電動勢作為直流電源,可輸出電能,電機將機械能轉(zhuǎn)換成電能而成為發(fā)電機。同一臺電機,能作電動機或作發(fā)電機運行的這種原理.在電機理論中稱為可逆原理。


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影響高壓發(fā)電機選擇接地方式的因素
高電壓發(fā)電機組的接地保護接地是為保證電工設(shè)備正常工作和人身而采取的一種用電措施,通過金屬導線與接地裝置連接來實現(xiàn),常用的有保護接地、工作接地、防雷接地、屏蔽接地、防靜電接地等。接地裝置將電工設(shè)備和其他生產(chǎn)設(shè)備上可能產(chǎn)生的漏電流、靜電荷以及雷電電流等引入地下,從而避免人身觸電和可能發(fā)生的火災(zāi)、爆炸等事故。
高壓發(fā)電機不可缺少的是高壓發(fā)電機接地保護,確保使用,影響選擇接地方式的因素有:
1) 供電可靠性;
2)人身設(shè)備;
3) 過電壓因素;
4) 繼電保護;
5)高壓發(fā)電機的投資。在機組系統(tǒng)發(fā)生接地故障時,由于電容電流超前電壓90°,當故障點的電容電流在第個半波過零熄弧時,加在故障點上的電壓正好為峰值,若電容電流過大,空氣游離嚴重,極易把故障點重新?lián)舸_@種重燃有時不可避免。但多次重燃將會導致電網(wǎng)電壓振蕩,發(fā)生間歇性弧光過電壓。這種過電壓時間長、幅值高、能量大、缺乏有效手段加以防護。避雷器在這種過電壓的長時間作用下,會加速老化,甚至損壞。因此,首先應(yīng)采取措施避免這種過電壓的發(fā)生。發(fā)電機是電力系統(tǒng)的原動力,在運行中必須具備對突發(fā)性故障的應(yīng)變能力,發(fā)電機中性點的接地方式與此有密切的關(guān)系。發(fā)電機中性點的接地方式有:①中性點直接接地②中性點經(jīng)低阻抗接地③中性點不接地④中性點經(jīng)消弧線圈接地⑤中性點經(jīng)高阻抗接地。發(fā)電機在運行中,發(fā)生單相接地是常見的故障,故障點出現(xiàn)電弧接地時會進一步擴大定子繞組絕緣損害甚至導致鐵芯灼傷燒結(jié),如不及時發(fā)現(xiàn)并快速切除,故障將發(fā)展成為相間或匝間短路?;谏鲜鲈?,國際廣泛采用發(fā)電機中性點高阻接地,以限制接地電流,防止各種過電壓的危害,取得了良好的運行經(jīng)驗。中性點經(jīng)電阻接地方式于20世紀90年代開始應(yīng)用于我國配電網(wǎng)系統(tǒng)中,目前已廣泛地應(yīng)用于我國城市供電系統(tǒng)、電廠、地鐵、冶金及石化等系統(tǒng)。
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