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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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發(fā)電機為什么能發(fā)電？
發(fā)電機原理及構(gòu)造——發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)
眾所周知，同步發(fā)電機要用直流電流勵磁。在以往的他勵式同步發(fā)電機中，其直流電流是有附設(shè)的直流勵磁機供給。直流勵磁機是一種帶機械換向器的旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機。其多相閉合電樞繞組切割定子磁場產(chǎn)生了多相交流電，由于機械換向器和電刷組成的整流系統(tǒng)的整流作用，在電刷上獲得了直流電，再通過另一套電刷，滑塊系統(tǒng)將獲得的直流輸送到同步發(fā)電機的轉(zhuǎn)子，勵磁繞組去勵磁，因此直流勵磁機的換向器原則上是一個整流器，顯然可以用一組硅二節(jié)管取代，而功率半導體器件的發(fā)展提供了這個條件。將半導體元件與發(fā)電機的軸固結(jié)在一起轉(zhuǎn)動，則可取消換向器、河南濮陽同城滑塊等滑動接觸部分、河南濮陽同城利用二極管換成直流電流。直流送給轉(zhuǎn)子勵磁、河南濮陽同城繞組勵磁。這就是無刷系統(tǒng)。
下面我們以典型的幾種不同發(fā)電機勵磁系統(tǒng)，介紹它的工作原理。
一、河南濮陽同城相復(fù)勵勵磁原理
由線形電抗器DK把電樞繞組抽頭電壓移相約90°、河南濮陽同城和電流互感器LH提供的電壓幾何疊加，經(jīng)過橋式整流器ZL整流，供給發(fā)電機勵磁繞組。負載時由電流互感器LH供給所需的復(fù)勵電流，進行電流補償，由線形電抗器DK移相進行相位補償。
二、河南濮陽同城三次諧波原理
對一般發(fā)電機來源，我們需要的是工頻正弦波，稱為基波，比基波高的正弦波都稱為諧波、河南濮陽同城其中三次諧波的含量 ，在諧波發(fā)電機定子槽中，安放有主繞組和諧波勵磁繞組（s1、河南濮陽同城s2），而這個繞組之間沒有電的聯(lián)系。諧波繞組將繞組中150HZ諧波感應(yīng)出來，經(jīng)過ZL橋式整流器整流，送到主發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組LE中進行勵磁。
三、河南濮陽同城可控硅直接勵磁原理
可控硅直接勵磁是采用可控硅整流器直接將發(fā)電機輸出的任一相一部分能量，經(jīng)整流后送入勵磁繞組去的勵磁方式，它是由自動電壓調(diào)節(jié)器（AVR），控制可控硅的導通角來調(diào)節(jié)勵磁電流大小而維持發(fā)電機端電壓的穩(wěn)定。
四、河南濮陽同城無刷勵磁原理
無刷勵磁主要用于西門子、河南濮陽同城斯坦福、河南濮陽同城利萊等無刷發(fā)電機。它是利用交流勵磁機，其定子上的剩磁或 磁鐵（帶永磁機）建立電壓，該交流電壓經(jīng)旋轉(zhuǎn)整流起整流后，送入主發(fā)電機的勵磁繞組，使發(fā)電機建壓。自動電壓調(diào)節(jié)器（AVR）能根據(jù)輸出電壓的微小偏差迅速地減小或增加勵磁電流，維持發(fā)電機的所設(shè)定電壓近似不變
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