发电机工作原理

<一> 发电机概述
    发电机是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。
    发电机已实施出口产品质量许可制度，未取得出口质量许可证的产品不准出口。
    <二>发电机的分类可归纳如下：
    发电机分：直流发电机和交流发电机
    交流发电机分：同步发电机和异步发电机(很少采用)
    交流发电机还可分为单相发电机与三相发电机。
    <三>发电机结构及工作原理
    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。

术语“发电机”一般指的是“发电机”。在这里读到的感应发电机。发电机是把机械能转化为电机的交变电能。他们也被称为同步发电机。一种交流发电机或交流发电机的工作原理类似于直流发电机的基本工作原理。
发电机原理图

 
根据法拉第电磁感应定律，当一个导体磁场中移动的电势会引起在导体。如果关闭路径设置的导体，感应电动势使电流在电路中流动。
现在，看到上面的图。让导体线圈abcd放在磁场中。磁通量的方向将形成N极S极。线圈连接到滑环，和负载是通过电刷滑环连接上休息。线圈是顺时针旋转，在这种情况下的感应电流的方向可以用弗莱明右手定则给出的，它会沿着a-b-c-d.由于线圈是顺时针旋转，周期的一半后，线圈的位置将在上述图二例。在这种情况下，根据弗来明右手定则感应电流的方向会沿着d-c-b-a.表明，该时间段半后的电流的方向变化，这意味着我们可以交流。
交流发电机（交流发电机）的凸极结构
凸极式发电机
交流发电机的主要部件，显然，由定子和转子组成。但是，这不像其他机器，在大多数的交流发电机，磁场励磁旋转电枢线圈是静止的。
定子：不像在交流发电机的直流电机的定子是不是服务于磁通路径。相反，定子是用来装电枢绕组。定子铁芯是由合金钢或铁磁性层，以减少涡流损耗。
为什么电枢绕组固定在发电机？
在高电压，容易固定电枢绕组的绝缘，这可能是30伏或更高。
高压输出可直接从静止的电枢。然而，一个旋转电枢，将有大的电刷接触电压降在更高的电压，也引发了在刷面会发生。
励磁绕组放置在转子，和较低的直流电压可以安全转移。
电枢绕组可以支撑好，以防止由高离心力引起的变形。
转子：有两种用交流发电机/交流发电机转子：
（I）和（II）的圆柱型凸
凸极式：凸极式转子是用在中低速发电机。的凸极式转子交流发电机的结构是在如上图所示。这种类型的转子是由投影大极数（称为凸极），螺栓上的磁轮。这些柱子也层减少涡流损耗。发电机采用这种类型的转子直径和轴向长度短大。
圆柱型：圆柱型转子在高速交流发电机，特别是涡轮发电机。这种类型的转子由光滑坚固的钢筒槽沿着外围。励磁绕组放置在这些槽。

交流发电机原理解析
三相同步发电机的工作原理:
同步发电机的转子是旋转的,其中装设的转子励磁绕组线圈两端与两个彼此绝缘的滑环连接,外界是通过压在滑环上的电刷将直流电送给励磁绕组的,当转子励磁绕组得电后,就会产生磁场,有N极S极。当转子在原动机的带动下旋转时,三相定子电枢绕组就处在旋转磁场中切割磁力线而感应电势,输出端接入负荷,发电机就会向负载供电。交流发电机主要由磁性材料制造多个南北极交替排列的永磁铁（称为转子）和硅铸铁制造并绕有多组串联线圈的电枢线圈（称为定子）组成。
总结发电机工作发电原理：转子由柴油机带动轴向切割磁力线，定子中交替排列的磁极在线圈铁芯中形成交替的磁场，转子旋转一圈，磁通的方向和大小变换多次，由于磁场的变换作用，在线圈中将产生大小和方向都变化的感应电流并由定子线圈输送出电流补充：柴油发电机组是系指以柴油等为燃料，以柴油机为原动机带动发电机发电的动力机械。柴油机把柴油燃烧所释放出的热能转换为动能，发电机再把动能转换为电能！但是，在每次的转换过程中都会有一部分的能量损失掉！转换过来的能量永远只是燃烧放出的总能的一部分，其百分比就称为柴油机的热效率。

 
交流同步发电机原理动画图