1、汽輪發(fā)電機(jī)工作原理講座,發(fā)電機(jī)是將其他形式的能源轉(zhuǎn)換成電能的機(jī)械設(shè)備，它由汽輪機(jī)、水輪機(jī)、柴油機(jī)或其他動(dòng)力機(jī)械驅(qū)動(dòng)，將水流，氣流，燃料燃燒或原子核裂變產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能傳給發(fā)電機(jī)，再由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換為電能。,發(fā)電機(jī)動(dòng)力設(shè)備,發(fā)電機(jī)的形式很多，但其工作原理都基于電磁感應(yīng)定律和電磁力定律。因此，其構(gòu)造的一般原則是：用適當(dāng)?shù)膶?dǎo)磁和導(dǎo)電材料構(gòu)成互相進(jìn)行電磁感應(yīng)的磁路和電路，以產(chǎn)生電磁功率，達(dá)到能量轉(zhuǎn)換的目的。,發(fā)電機(jī)原理,發(fā)電機(jī)工作示意圖（若果外動(dòng)力使得轉(zhuǎn)子線圈轉(zhuǎn)動(dòng)，切割磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子線圈中就生產(chǎn)了電流,定子磁場(chǎng),轉(zhuǎn)子線圈,滑環(huán),發(fā)電機(jī)是由定子、轉(zhuǎn)子、勵(lì)磁機(jī)等部分組成,定子鐵心的內(nèi)圓均勻分布著定子槽，槽內(nèi)

2、嵌放著按一定規(guī)律排列的三相 對(duì)稱交流繞組。這種 同步電機(jī)的定子又稱 為電樞，定子鐵心和 繞組又稱為電樞鐵心 和電樞繞組。,轉(zhuǎn)子鐵心上裝有制成一定形狀的成對(duì)磁極，磁極上繞有勵(lì)磁繞組，通以直流電流時(shí)，將會(huì)在電機(jī)的氣隙中形成極性相間的分布磁場(chǎng)，稱為勵(lì)磁磁場(chǎng)(也稱主磁場(chǎng)、轉(zhuǎn)子磁場(chǎng))。,主磁場(chǎng)的建立：勵(lì)磁繞組通以直流勵(lì)磁電流，建立極性相間的勵(lì)磁磁場(chǎng)，即建立起主磁場(chǎng)。,轉(zhuǎn)子磁場(chǎng),載流導(dǎo)體：三相對(duì)稱的電樞繞組充當(dāng)功率繞組，成為感應(yīng)電勢(shì)或者感應(yīng)電流的載體。 定子線圈一般為短接距疊 繞線圈。線圈為雙層單線 圈。,切割運(yùn)動(dòng)：原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)（給電機(jī)輸入機(jī)械能），極性相間的勵(lì)磁磁場(chǎng)隨軸一起旋轉(zhuǎn)并順次切割定子各相繞

3、組（相當(dāng)于繞組的導(dǎo)體反向切割勵(lì)磁磁場(chǎng)）。 交變電勢(shì)的產(chǎn)生： 由于電樞繞組與主磁場(chǎng) 之間的相對(duì)切割運(yùn)動(dòng)， 電樞繞組中將會(huì)感應(yīng)出 大小和方向按周期性 變化的三相對(duì)稱交變 電勢(shì)。通過(guò)引出線， 即可提供交流電源。,感應(yīng)電勢(shì) 有效值：由第11章可知，每相感應(yīng)電勢(shì)的有效值為： 感應(yīng)電勢(shì) 頻率： 感應(yīng)電勢(shì)的頻率決定于同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速n 和極對(duì)數(shù)p ，即：,交變性與對(duì)稱性：由于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)極性相間，使得感應(yīng)電勢(shì)的極性交變；由于電樞繞組的對(duì)稱性，保證了感應(yīng)電勢(shì)的三相對(duì)稱性。,同步轉(zhuǎn)速,同步轉(zhuǎn)速 從供電品質(zhì)考慮，由眾多同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)構(gòu)成的交流電網(wǎng)的頻率應(yīng)該是一個(gè)不變的值，這就要求發(fā)電機(jī)的頻率應(yīng)該和電網(wǎng)的頻率一致。我國(guó)電

4、網(wǎng)的頻率為50Hz ，故有： (15.3) 要使得發(fā)電機(jī)供給電網(wǎng)50Hz的工頻電能，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速必須為某些固定值，這些固定值稱為同步轉(zhuǎn)速。例如2極電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速為3000r/min，4極電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速為1500r/min，依次類推。只有運(yùn)行于同步轉(zhuǎn)速，同步電機(jī)才能正常運(yùn)行，這也是同步電機(jī)名稱的由來(lái)。,電磁感應(yīng)定律磁鐵（或通電線圈）與線圈有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈中產(chǎn)生了電流。電流的方向，總是阻止磁場(chǎng)變化的方向。,電流導(dǎo)線磁場(chǎng),通電導(dǎo)線周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的方向是阻止電流發(fā)生變化的方向,通電線圈周圍磁場(chǎng),發(fā)電機(jī)通常由定子、轉(zhuǎn)子、端蓋.機(jī)座及軸承等部件構(gòu)成。 定子由機(jī)座.定子鐵芯、線包繞組、以及固定這些部分

5、的其他結(jié)構(gòu)件組成。 轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵芯(有磁扼.磁極繞組)滑環(huán)、(又稱銅環(huán).集電環(huán)).風(fēng)扇及轉(zhuǎn)軸等部件組成。 由軸承及端蓋將發(fā)電機(jī)的定子，轉(zhuǎn)子連接組裝起來(lái)，使轉(zhuǎn)子能在定1子中旋轉(zhuǎn)，做切割磁力線的運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，通過(guò)接線端子引出，接在回路中，便產(chǎn)生了電流。,電磁感應(yīng)定律,當(dāng)穿過(guò)閉合回路所圍面積的磁通量發(fā)生變化時(shí)，不論這種變化是什么原因引起的，回路中都會(huì)建立起感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，且此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)正比于磁通量對(duì)時(shí)間變化率的負(fù)值。 數(shù)學(xué)表達(dá)式：當(dāng)采用國(guó)際單位制時(shí)，比例系數(shù)為 1，數(shù)學(xué)表達(dá)式為：,行方向成右手螺旋關(guān)系的磁通量為正，反之為負(fù)。,如果回路由N匝密繞線圈組成，則通過(guò)線圈的磁通用磁鏈表示: ,感應(yīng)電流

6、和感應(yīng)電量：,（1）感應(yīng)電流: 回路中的總電阻為R，則回路中的感應(yīng)電流為: .（2）感應(yīng)電量: 在 時(shí)間內(nèi)，通過(guò)回路截面的感應(yīng)電量為: . 感應(yīng)電量?jī)H與回路中磁通量的變化量有關(guān)，而與磁通量變化的快慢無(wú)關(guān)；磁通計(jì)及其應(yīng)用。,四、楞次定律,閉合回路中感應(yīng)電流的方向，總是使得它所激發(fā)的磁場(chǎng)來(lái)阻止引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。,兩種表述:,用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的步驟:,（1）判斷穿過(guò)閉合回路的磁通沿什么方向，發(fā)生什么變化（增加或減少）；（2）根據(jù)楞次定律來(lái)確定感應(yīng)電流所激發(fā)的磁場(chǎng)沿什么方向（與原來(lái)的磁場(chǎng)反向還是同向）；（3）根據(jù)右手螺旋法則從感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向確定感應(yīng)電流的方向。,發(fā)電機(jī)的分類

7、,發(fā)電機(jī)分：直流發(fā)電機(jī)和交流發(fā)電機(jī)交流發(fā)電機(jī)分：同步發(fā)電機(jī)和異步發(fā)電機(jī)(很少采用) 交流發(fā)電機(jī)還可分為單相發(fā)電機(jī)與三相發(fā)電機(jī)。,發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理 發(fā)電機(jī)通常由定子、轉(zhuǎn)子、端蓋及軸承等部件構(gòu)成。 定子由定子鐵芯、線包繞組、機(jī)座以及固定這些部分的其他結(jié)構(gòu)件組成。 轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵芯(或磁極、磁扼)繞組、護(hù)環(huán)、中心環(huán)、滑環(huán)、風(fēng)扇及轉(zhuǎn)軸等部件組成。 由軸承及端蓋將發(fā)電機(jī)的定子，轉(zhuǎn)子連接組裝起來(lái)，使轉(zhuǎn)子能在定子中旋轉(zhuǎn)，做切割磁力線的運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，通過(guò)接線端子引出，接在回路中，便產(chǎn)生了電流。,同步發(fā)電機(jī)工作原理, 主磁場(chǎng)的建立：勵(lì)磁繞組通以直流勵(lì)磁電流，建立極性相間的勵(lì)磁磁場(chǎng)，即建立起主磁場(chǎng)。 載流導(dǎo)體：三相對(duì)稱的電樞繞組充當(dāng)功率繞組，成為感應(yīng)電勢(shì)或者感應(yīng)電流的載體。 切割運(yùn)動(dòng)：原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)（給電機(jī)輸入機(jī)械能），極性相間的勵(lì)磁磁場(chǎng)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(lì)磁磁場(chǎng)）。 交變電勢(shì)的產(chǎn)生：由于電樞繞組與主磁場(chǎng)之間的相對(duì)切割運(yùn)動(dòng)，電樞繞組中將會(huì)感應(yīng)出大小和方向按周期性變化的三相對(duì)稱交變電勢(shì)。通過(guò)引出線，即可提供交流電源,蒸汽輪機(jī)是用蒸汽來(lái)推動(dòng)輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的，它運(yùn)轉(zhuǎn)的基本原理和常見的風(fēng)車相似，蒸