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交流发电机的工作原理

交流电动势的产生原理

如图3-9所示,发电机定子的三相绕组按一定规律分布在发电机的定子槽中,内部有一个转子,转子上安装着爪极和励磁绕组。

当外电路通过电刷使励磁绕组通电时,便产生磁场,使爪极被磁化为N极和S极。当转子旋转时,磁通交替地在定子绕组中变化,根据电磁感应原理可知,定子的三相绕组中便产生交变的感应电动势。这就是交流发电机的发电原理


交流电动势的变化频率f和转速、磁极对数成正比

式中-磁极对数

-发电机转速(r/min)

在交流发电机中,由于转子磁极呈鸟嘴形,其磁场的分布近似正弦规律,所以交流电动势的波形也近似正弦规律,如果发电机定子的三相绕组是对称绕制的,则产生的三相电动势也是对称的。


三相交流发电机的感应电动势有效值的表示

定子每相电动势的有效值的表示:

式中K -绕组系数(和发电机定子绕组的绕线方式有关)

N-每相绕组的匝数(单位:匝)

f-频率(单位:Hz)

Φ-每极磁通(单位:Wb)

Ce-电机结构常数

EΦ-相电动势

由此可见,当交流发电机结构一定时(结构常数Ce不变),相电动势EΦ和发电机转速、磁通成正比。


交流电动势的波形

交流电动势的幅值是发电机转速的函数。因此,当转速n变化时,三相电动势的波形为变频率、变幅值的交流波形。

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