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发电机

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}}
发电机是指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。
=='''主要结构'''==
[[File:574e9258d109b3dee075fb24ccbf6c81810a4cb7.jpg|缩略图|300px|[https://image.so.com/view?q=%E5%8F%91%E7%94%B5%E6%9C%BA%E7%9A%84%E7%BB%93%E6%9E%84&src=srp&correct=%E5%8F%91%E7%94%B5%E6%9C%BA%E7%9A%84%E7%BB%93%E6%9E%84&ancestor=list&cmsid=a9da0283ce83eb8a957c6603950068bd&cmran=0&cmras=6&cn=0&gn=0&kn=38&fsn=118&adstar=0&clw=246#id=222dfb18272206f8d0f487d0ce75338b&prevsn=0&currsn=118&ps=137&pc=58 原图链接][https://zhidao.baidu.com/question/357490675.html 图片来源于百度网]]]
发电机的基本结构：定子和转子。
===定子===
 
定子又称为[[电枢]]，主要由定子[[铁芯]]、定子[[绕组]]、机座、端盖等部件组成。
 
1、机座：机座是用来支撑和固定定子铁芯和端盖的，应有足够的强度和刚度，机座与定子铁芯之间需要留有适当的通风道，以利于[[电机]]的冷却。
发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。
2、 定子 由 铁芯： 定子铁芯 、线包绕组、机座 一般由0.5mm或0.35mm的[[硅钢]]片叠成，沿轴向叠成多段形式，每段叠片厚为30-60mm。各段叠片之间留有宽约10mm的通风槽， 以 及固 改善 定 这些部分 子铁芯 的 其他结构 散热条 件 组成 。
转 3、定 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 ：大型发电机一般采用三相双层叠绕，构 成 定子三相[[交流电]]路 。
4、端盖：一般分两部分（前端盖和后端盖），起固定转子、定子、[[整流器]]和[[电刷]]组件的作用。端盖一般用[[铝合金]]铸造，一是可有效的防止漏磁，二是铝合金散热性能好。后端盖上装有电刷组件，有[[电刷]]、电刷架和电刷弹簧组成。电刷的作用是将[[电源]]通过集电环引入[[磁场]]绕组。<ref>[https://www.360kuai.com/pc/9ff13f4203381a270?cota=3&kuai_so=1&sign=360_7bc3b157&refer_scene=so_55 发电机为什么能发电？看看它的内部结构就知道了],快资讯网，2019-08-24</ref>
===转子===
发电机的种 分 类 很多，但是汽车发电机目前可以分为两种，一种是直流发电机，一种是交流发电机。由于交流发电机在许多方面优于直流发电机，直流发电机已被淘汰，目前所有汽车均采用交流发电机。交流发电机一般由定子、整流器、 ：按 转子 、端盖四部 [[磁极]]的形状 分 组成 为隐极式和凸极式 。
　　定 转 子 的功用是产生交流电。 定子由定子铁心和定子绕组成。定子铁心由内圈带槽的硅钢片叠成，定子绕组的导线就嵌放在铁心的槽中。定子绕组有三相，三相绕组采用星形接法或三角形（大功率）接法，都能产生三相交流电。 ： 转子 的功用是产生旋转磁场。 包括 转子 由爪极、磁轭 [[铁芯]] 、 励 磁 场 绕组、 集电环、转子轴组成。 转子轴上压装着两块爪极，两块爪极各有六个鸟嘴形磁极,爪极空腔内装有磁场 阻尼 绕组 (转子线圈) 、紧固件 和 磁轭。 集电环由两个彼此绝缘的铜环组成，集电环压装在转子轴上并与轴绝缘，两个集电环分别与磁场绕组的两端相连。 当两集电环通入直流电时（通过电刷），磁场绕组中就有电流通过，并产生轴向磁通，使爪极一块被磁化为N极，另一块被磁化为S极，从而形成六对相互交错的磁极。当转子转动时，就形成了旋转的磁场。 交流发电机的磁路为：磁轭→N极→转子与定子之间的气隙→定子→定子与转子间的气隙→S极→磁轭 风扇 。
整流器； 交流发电机整流器 1、转子铁芯：转子铁芯应具有良好的[[导磁]]性能，并能承受很大 的 离心力 作用 是将定 。隐极式的转 子 绕组 铁芯与转轴锻造成一整体。转子表面约占圆周 的三 相交流电变 分之一不开槽，称 为 直流电，6管交流发电机的整流器是由6只硅整流二 大齿，即主[[磁 极 管组成三相全波桥式整流电路，6只整流管分别压装（或焊装）在两块板上 ]] 。
端盖一般 2、转子绕组：转子绕组由矩形的绝缘扁铜绕成，两线圈边 分 别放置在大齿 两 部分（前端盖和后端盖） 侧槽内 ， 起固定 所有线圈串联组成 转子 、定子、整流器和电刷 绕 组 件的作用。端盖一般用铝合金铸造 ， 一是可有效的防止漏 也称励 磁 绕组 ， 二是铝合金散热性能好 构成转子直流回路 。 后 励磁绕组引出两个线 端 盖 接在滑环 上 装有 ，通过碳刷与外部直流[[ 电 刷 源]]连接。励磁绕 组 件 各线匝间垫有[[绝缘]] ， 线圈和铁芯之间也 有 电刷 绝缘。励磁绕组放入槽内后，用高强度槽契压紧。 3 、 电刷架 转子阻尼绕组：它是一种短路绕组，由放在槽契下的铜条 和 电刷弹簧组 转子两端的铜环或合金焊接 成 闭合回路 。 电刷的 作用是 将 ，在发 电 源通过集 机短路或不对称运行时，利用其感应[[ 电 环引入 流]]来削弱负序旋转[[ 磁场 绕组 ]]的作用，以及发电机发生振荡时起阻尼作用，使振荡衰减 。<ref>[https://www.360kuai.com/pc/9ff13f4203381a270?cota=3&kuai_so=1&sign=360_7bc3b157&refer_scene=so_55 发电机为什么能发电？看看它的内部结构就知道了],快资讯网，2019-08-24</ref>
=='''主要分类'''==
[[File:574e9258d109b3dee075fb24ccbf6c81810a4cb71450940450011296200-0.jpg|缩略图|300px|[https://image.so.com/view?q=%E5%8F%91%E7%94%B5%E6%9C%BA&src=tab_www&correct=%E5%8F%91%E7%9A94%B5%E6%9C%BA&ancestor=list&cmsid=e72c10c5d2ff5c7b88c902a4df23b78a&cmran=0&cmras=6&cn=0&gn=0&kn=50&fsn=129&adstar=0&clw=246#id=d256b73a192e40046bd0757f990212b8&currsn=0&ps=103&pc=103 原图链接][http://nengyuan.huangye88.com/xinxi/66448334.html 图片来源于能源网]]]1、按电源性质分：[[直流]]发电机和[[交流]]发电机。交流发电机还可分为单相发电机与三相发电机。 2、按工作原理分：同步发电机和异步发电机（很少采用）。 3．按本体结构不同可分为： (1)旋转电枢式：电枢旋转。(2)旋转[[磁极]]式：磁极旋转。 4、按原动机的不同可分为：  (1)汽轮发电机：是由[[汽轮机]]驱动的，通常为卧式，转子是隐极式。  (2)水轮发电机：是由[[水轮机]]驱动的，对于大、中型水轮发电机通常为立式，[[转子]]是凸极式。  (3)核能发电机：与常规火力发电厂汽轮发电机无本质区别，有全速与半速两种。  (4)燃气轮发电机：将气体压缩、加热后在透平中膨胀，把其[[热能]]转换为机械能的旋转式动力机械。  (5)太阳能发电机：是利用[[太阳]]光照在硅等半导体上，光子冲击原子时产生的光电效应，直接将光能转换成电能的发电方式。  (6)风力发电机：需根据风力大小及电能需要量的变化及时通过控制装置来实现风力发电。  (7)柴油发电机：是由[[柴油机]]与发电机组成，由柴油机驱动的发电机组。通常作为独立[[电源]]或备用电源用于工矿企业、车辆船舶等多种场合。  5．按转子形式不同可分为： [[File:A61fbd6d1c50e894149710b194c26f32.jpg|缩略图|300px|[https://image.so.com/view?q=%E5%8F%8491%E7%BB94%93B5%E6%9E9C%BA%E7%9A%84%E5%88%86%E7%B1%BB&src=srptab_www&correct=%E5%8F%91%E7%94%B5%E6%9C%BA%E7%9A%84%E7E5%BB88%9386%E6E7%9EB1%84BB&ancestor=list&cmsid=a9da0283ce83eb8a957c6603950068bd6d7d955e5abbf54de31f43c5c03d0f33&cmran=0&cmras=6&cn=0&gn=0&kn=380&fsn=11860&adstar=0&clw=246#id=222dfb18272206f8d0f487d0ce75338b706b3b36e946c819775447ccf344bc72&prevsncurrsn=0&currsn=118&ps=13759&pc=58 59 原图链接][https://zhidaowww.baidubestb2b.com/question/357490675business_99406264.html htm 图片来源于 百度 志趣 网]]]按电源性质分：直流 (1)凸极式 发电机 和交流 ：转子是凸极式。  (2)隐极式 发电机 ：转子是隐极式 。 交流发电机还  6．按冷却介质和冷却方式不同 可分为 ：  (1[[)空气]]冷却：空冷。  (2)全水冷：[[定子]]和[[转子]]绕组以及定子[[铁芯]]均采用水冷，目前最大 单 相 机容量已达1200MVA。  (3)全氢冷：定子[[绕组]]和转子绕组用氢表面冷却或内冷，定子铁芯氢冷。通常200MW以上定、转子都采用氢内冷，最大单机容量已达880MVA。  (4)水氢氢：定子绕组水内冷，转子绕组氢内冷，定子铁芯氢冷。其单机容量可达1200MVA，大型 发电机 与三相发电 广泛采用这种冷却方式。  (5)水水氢：定子和转子绕组水内冷，定子铁芯氢冷，最大单 机 容量已达1700MVA 。
按工作原理分 (6)水水空(双水内冷) ： 同步发电机 定子 和 异步发电 转子绕组水内冷，定子铁芯空气冷却，最大单 机 （很少采用） 容量已达600MVA 。
7． 按 能源 主轴安装方式不同可 分 ；火力发电机、水力发电机。为：
按结构分 (1)卧式安装 ：汽轮发电机 、水轮发电机、柴油发电机、汽油发电机等 由于转速高达3000r／min，故其极数少，转子采用隐极式，卧式安装 。
(2)立式安装：水轮发电机由于转速低(一般在500 r／min以下)故其极数多，转子采用凸极式，立式安装。 <ref>[https://wenda.so.com/q/1466118042721326 发电机的类型有几种？],360搜索网，2013.08.08</ref>
=='''发明历史'''==
1832年， [[ 法国 ]] 人毕克西发明了手摇式直流发电机，其原理是通过转动 [[ 永磁体 ]] 使磁通发生变化而在线圈中产生感应 [[ 电动势 ]] ，并把这种电动势以直流 [[ 电压 ]] 形式输出。
1866年， [[ 德国 ]] 的 [[ 西门子 ]] 发明了自励式 [[ 直流 ]] 发电机。
1870年，比利时的格拉姆制成了环形电枢，发明了环形电枢发电机。这种发电机是用水力来转动发电机转子的，经过反复改进，于1875年得到了3.2KW的输出功率。
1882年， [[ 美国 ]] 的戈登制造出了输出 [[ 功 率447KW 率]]447KW ，高3米，重22吨的两相式巨型发电机。
1896年， [[ 特斯拉 ]] 的两相交流发电机在尼亚拉发电厂开始劳动营运，3750KW，5000V的交流电一直送到40公里外的布法罗市。 [2]
=='''工作原理'''==
[[File:20100808201806-1775298648.jpg|缩略图|300px|[https://image.so.com/view?q=%E5%8F%91%E7%94%B5%E6%9C%BA%E7%9A%84%E7%BB%93%E6%9E%84&src=srp&correct=%E5%8F%91%E7%94%B5%E6%9C%BA%E7%9A%84%E7%BB%93%E6%9E%84&ancestor=list&cmsid=a9da0283ce83eb8a957c6603950068bd&cmran=0&cmras=6&cn=0&gn=0&kn=38&fsn=118&adstar=0&clw=246#id=6de7c781c27b2364c41c7b2f757f541d&currsn=0&ps=79&pc=79 原图链接][https://wenwen.sogou.com/z/q211713934.htm 图片来源于搜狗网]]]
转子绕组通过滑环通入一定励磁 [[ 电流 ]] ，使转子成为一个旋转 [[ 磁场 ]] 。定子线圈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 ]] 。由于 [[ 电刷 ]] 与转子相连处有断路处，使转子按一定方向转动，产生交变电流所以家庭电路等电路中是交变电流，简称交流电。中国电网输出电流的 [[ 频率 ]] 是50 [[ 赫兹 ]] 。
汽轮发电机 　 与汽轮机配套的发电机。为了得到较高的效率，汽轮机一般做成高速的，通常为3000转/分（频率为50赫）或3600转/分（频率为60赫）。核电站中汽轮机转速较低，但也在1500转/分以上。高速汽轮发电机为了减少因离心力而产生的机械应力以及降低风摩耗，转子直径一般做得比较小，长度比较大，即采用细长的转子。特别是在3000转/分以上的大容量高速机组，由于材料强度的关系，转子直径受到严格的限制，一般不能超过 1.2米。而转子本体的长度又受到临界速度的限制。当本体长度达到直径的6倍以上时，转子的第二临界速度将接近于电机的运转速度，运行中可能发生较大的振动。所以大型高速汽轮发电机转子的尺寸受到严格的限制。<ref>[https://zhidao.baidu.com/question/357490675.html 发电机的构造],百度网，2016-12-01</ref>
10万千瓦左右的空冷电机其转子尺寸已达到上述的极限尺寸，要再增大电机容量，只有靠增加电机的电磁负荷来实现。为此必须加强电机的冷却。所以 5～10万千瓦以上的汽轮发电机都采用了冷却效果较好的氢冷或水冷技术。70年代以来，汽轮发电机的最大容量已达到130～150万千瓦。从1986年以来，在高临界温度超导电材料研究方面取得了重大突破。超导技术可望在汽轮发电机中得到应用，这将在汽轮发电机发展史上产生一个新的飞跃。
=='''主要特性'''==
[[File:WKhQb1QrJACEEXFuAAAAAJDURfQ719.jpg|缩略图|300px|[http://pic8.nipic.com/20100621/2163148_003328533247_2.https://image.so.com/view?q=%E5%8F%91%E7%94%B5%E6%9C%BA&src=tab_www&correct=%E5%8F%91%E7%94%B5%E6%9C%BA&ancestor=list&cmsid=e72c10c5d2ff5c7b88c902a4df23b78a&cmran=0&cmras=6&cn=0&gn=0&kn=50&fsn=129&adstar=0&clw=246#id=43654ed0813ff2ac7cc17d9e69ce62e2&currsn=0&ps=103&pc=103jpg 原图链接][http://zhishi.xkyn.net/jingyan-vsfbpmska.htm?WebShieldDRSessionVerify=RZ49n1kXBYqrB3oM4iWX 图片来源于生活知识网]]]
工作特性：表征同步发电机性能的主要是空载特性和负载运行特性。这些特性是用户选用发电机的重要依据。
===空载特性===
发电机不接[[负载]]时，电枢[[电流]]为零，称为空载运行。此时电机定子的三相[[绕组]]只有励磁电流If感生出的空载[[电动势]]E0（三相对称），其大小随If的增大而增加。但是，由于电机磁路铁心有饱和现象，所以两者不成正比。反映空载电动势E0与励磁电流If关系的曲线称为同步发电机的空载特性。
===电枢反应===
当 发电机 不 接 上对称 负载 时 后 ，电枢 绕组中的三相 电流 为零 会产生另一个旋转[[磁场]] ，称 为空载运行 电枢反应磁场 。 此时电机定 其转速正好与转 子的 三相绕组只有励磁电流If感生出的空载电动势E0（三 转速 相 对称），其大小随If的增大而增加。但是 等 ， 由于电机磁路铁心有饱和现象，所以 两者 不成正比。反映空载电动势E0与励磁电流If关系的曲线称为 同步 发电机的空载特性 旋转 。===电枢反应===
当发电机接上对称负载后，电枢绕组中的三相电流会产生另一个旋转磁场，称电枢反应磁场。其转速正好与转子的转速相等，两者同步旋转。同步发电机的电枢反应 [[ 磁场 ]] 与转子励磁磁场均可近似地认为都按 [[ 正弦 ]] 规律分布。它们之间的空间相位差取决于空载电动势E0与电枢电流I之间的时间相位差。电枢反应磁场还与负载情况有关。当发电机的负载为 [[ 电感 ]] 性时，电枢反应磁场起去磁作用，会导致发电机的电压降低；当负载呈 [[ 电容 ]] 性时，电枢反应磁场起助磁作用，会使发电机的输出电压升高。
===负载运行特性===
主要指外特性和调整特性。外特性是当转速为额定值、励磁电流和负载 [[ 功率因数 ]] 为常数时，发电机端电压U与负载电流I之间的关系。调整特性是转速和端电压为额定值、负载功率因数为常数时，励磁电流If与负载电流I之间的关系。
同步发电机的电压变化率约为20～40%。一般工业和家用负载都要求电压保持基本不变。为此，随着负载电流的增大，必须相应地调整励磁电流。虽然调整特性的变化趋势与外特性正好相反，对于感性和纯 [[ 电阻 ]] 性负载，它是上升的，而在容性负载下，一般是下降的。 [4]
=='''常见种类'''==
[[File: 王振耀12137010.jpg|缩略图| 居中|250px300px|[httphttps://pic8image.nipicso.com/20100621/2163148_003328533247_2.jpg view?q=%E5%8F%91%E7%94%B5%E6%9C%BA&src=tab_www&correct=%E5%8F%91%E7%94%B5%E6%9C%BA&ancestor=list&cmsid=e72c10c5d2ff5c7b88c902a4df23b78a&cmran=0&cmras=6&cn=0&gn=0&kn=50&fsn=129&adstar=0&clw=246#id=47061eb1f188cdb88c840b6c8d8a6fe0&prevsn=0&currsn=129&ps=162&pc=59 原图链接][http://www.nipicyouboy.com/show/3317755pics59270474.html 图片来源于 呢图 一呼百应 网]]]
1、风力发电机
风力发电机是将风能转换为机械功、并带动发电机运转来发电的。广义地说，它是一种以 [[ 太阳 ]] 为热源，以大气为工作介质的热能利用发动机。风力发电利用的是自然能源。相对柴油发电要好的多。但是若应急来用的话，还是不如柴油发电机。风力发电不可视为备用电源，但是却可以长期利用。
风力发电机组是将风能转化为电能的机械。从能量转换的角度看，风力发电机组由两大部分组成：其一是风力机，它的功能是将风能转换为机械能；其二是发电机，它的功能是将机械能转换为电能。
安然
10,734
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