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发电机工作原理:从机械能到电能的转换过程

来源:网校头条网络整理 2024-06-14 14:39:05

发电机的基本工作过程,是通过电磁感应把驱动发电机转子旋转的各种机械能转换成电能。

1.直流发电机的工作原理

直流发电机工作时,外界机械力驱使导体线圈在磁场中旋转,不断切割磁力线,产生感应电动势。

图1为典型直流发电机工作原理示意图

图2为直流发电机转子绕组开始旋转时的工作过程。当外界机械力驱动绕组旋转时英语作文网,线圈ab、cd分别切割磁通线,根据电磁感应原理,绕组内部产生电流。电流的方向可由右手定则确定:感应电流经线圈、换向器1、电刷A、电流表、电刷B、换向器2形成回路。图3为直流发电机转子绕组旋转90°后的工作过程。当绕组旋转90°后,两绕组边缘处于磁场物理中性面发电机的工作原理,电刷不接触换向器片,绕组中无电流通过,F=0,转矩消失。图4为直流发电机转子绕组再次旋转90°后的工作过程。在外界机械力作用下发电机的工作原理,转子绕组继续旋转。 此时绕组继续切割磁通线,在绕组中便可产生感应电流。感应电流经绕组、换向器2、电刷A、电流表、电刷B、换向器1形成回路。从图5可以看出,转子绕组中的感应电动势为交变电动势,而电刷端AB处的电动势为直流电动势,即转子绕组输出的电流通过换向器和电刷后始终是一个方向的,这就是直流发电机的工作原理。值得注意的是,在实际的直流发电机中,转子绕组并不是单个线圈,而是由许多个线圈组成的。绕组中的这些线圈均匀分布在转子铁心的槽内,线圈的端部与换向器相应的滑块相连。换向器实际上是由许多个弧形导电滑块组成的,滑块间用云母片绝缘。 线圈和换向器的滑块数越多,发电机产生的直流脉动就越小。一般中小型直流发电机的输出电压为115V、230V、460V,大型直流发电机的输出电压在800V左右。

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