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同步發(fā)電機(jī),直流發(fā)電機(jī)的工作原理
同步發(fā)電機(jī)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(dǎo)體:三相對稱的電樞繞組充當(dāng)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(jī)拖動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)(給電機(jī)輸入機(jī)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(dāng)于繞組的導(dǎo)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(jī)的工作原理
直流發(fā)電機(jī)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(jī)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(dǎo)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(fù)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(jī)的工作原理。同時也說明子直流發(fā)電機(jī)實質(zhì)上是帶有換向器的交流發(fā)電機(jī)。
從基本電磁情況來看,一臺直流電機(jī)原則上既可工作為電動機(jī)運行,也可以作為發(fā)電機(jī)運行,只是約束的條件不同而已。在直流電機(jī)的兩電刷端上,加上直流電壓,將電能輸入電樞,機(jī)械能從電機(jī)軸上輸出,拖動生產(chǎn)機(jī)械,將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能而成為電動機(jī),如用原動機(jī)拖動直流電機(jī)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(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能而成為發(fā)電機(jī)。同一臺電機(jī),能作電動機(jī)或作發(fā)電機(jī)運行的這種原理.在電機(jī)理論中稱為可逆原理。


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發(fā)電機(jī)和電動機(jī)有什么區(qū)別?
發(fā)電機(jī)和發(fā)電機(jī)之間用途不一樣。例如發(fā)電機(jī)把動能轉(zhuǎn)化為電能,發(fā)電機(jī)則是把電能轉(zhuǎn)化為動能。兩者工作原理大抵相同:電磁感應(yīng)現(xiàn)象。磁生電就是發(fā)電機(jī)機(jī)理,電生磁則是發(fā)電機(jī)機(jī)理。兩者在一定程度上可以轉(zhuǎn)換,例如永磁直流發(fā)電機(jī)可以作為發(fā)電機(jī)使用,交流異步發(fā)電機(jī)也可以作為發(fā)電機(jī)使用,但是也僅僅是應(yīng)急代替而已,效率不如發(fā)電機(jī)高
發(fā)電機(jī)定子基礎(chǔ)與交流異步發(fā)電機(jī)一樣,由三組線圈構(gòu)成,而轉(zhuǎn)子則與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子不一樣,發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子起到勵磁的功能。通過碳刷為轉(zhuǎn)子線圈供電后,轉(zhuǎn)子發(fā)生一個磁場,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動以后也就發(fā)生了一個旋轉(zhuǎn)磁場。此時定子線圈就會產(chǎn)生感應(yīng)電流。
也就是說在閉合的電路中,導(dǎo)體做切割磁力線運動時,導(dǎo)體會發(fā)生感應(yīng)電流,這就是發(fā)電機(jī)原理。上圖可以直觀的看出來發(fā)電機(jī)的作業(yè)原理。上圖只是發(fā)電機(jī)簡易的原理演示,實際應(yīng)用中的發(fā)電機(jī)原理:
可以看出碳刷并不是發(fā)電機(jī)機(jī)輸出,碳刷是為轉(zhuǎn)子供應(yīng)勵磁電壓用的。電壓輸出是定子的三組線圈。為了保證發(fā)電機(jī)輸出電壓穩(wěn)定,適應(yīng)不同的轉(zhuǎn)速與負(fù)載,于是要不斷的調(diào)節(jié)勵磁電流大小來調(diào)節(jié)勵磁場的強(qiáng)度。上圖是康明斯用的交流發(fā)電機(jī),與普通生活中常規(guī)到發(fā)電機(jī)機(jī)理是一樣的,只是多了整流部分。經(jīng)過整流后輸出的是直流電。



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發(fā)電機(jī)講述其做工的全過程
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柴油機(jī)在進(jìn)氣行程中吸入的是純空氣。在壓縮行程接近終了時,柴油經(jīng)噴油泵將油壓提高到10MPa以上,通過噴油器噴入氣缸,在很短時間內(nèi)與壓縮后的高溫空氣混合,形成可燃混合氣。
由于柴油機(jī)壓縮比高(一般為16-22),所以壓縮終了時氣缸內(nèi)空氣壓力可達(dá)3.5-4.5MPa,同時溫度高達(dá)750-1000K(而柴油機(jī)在此時的混合氣壓力會為0.6-1.2MPa,溫度達(dá)600-700K),大大超過柴油的自燃溫度。因此柴油在噴入氣缸后,在很短時間內(nèi)與空氣混合后便立即自行發(fā)火燃燒。
康明斯發(fā)電機(jī).jpg
氣缸內(nèi)的氣壓急速上升到6-9MPa,溫度也升到2000-2500K。在高壓氣體推動下,活塞向下運動并帶動曲軸旋轉(zhuǎn)而作功,廢氣同樣經(jīng)排氣管排入大氣中。
普通柴油機(jī)的是由發(fā)動機(jī)凸輪軸驅(qū)動,借助于高壓油泵將柴油輸送到各缸燃油室。這種供油方式要隨發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的變化而變化,做不到各種轉(zhuǎn)速下的 供油量。
相比起柴油機(jī),柴油機(jī)具有燃油消耗率低(平均比柴油機(jī)低30%),而且柴油價格較低,所以燃油經(jīng)濟(jì)性較好;同時柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速一般比柴油機(jī)來得低,扭距要比柴油機(jī)大,但其質(zhì)量大、江西南昌工作時噪音大,制造和維護(hù)費用高,同時排放也比柴油機(jī)差。但隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展,柴油機(jī)的這些缺點正逐漸的被克服。



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