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  • 同步發電機基本結構與工作原理

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    同步發電機基本結構與工作原理

    同步電機是根據電磁感應原理工作的一種交流電機。 從原理上講其工作是可逆的,它不僅可以作為發電機運行,也可以作為電動機運行。同步電機的另一種特殊運行方式為同步調相機,或稱同步補償機,專門用來向電網發送滯后無功功率,以改善電網的功率因數。
    同步電機主要用作發電機,作為各種設備的交流電源,現在全世界的發電量主要由同步發電機發出。同步發電機是柴油發電機組的三大組成部分(柴油機、同步發電機和控制系統)之一,因此,學習并掌握同步發電機的結構及其工作原理至關重要。本節主要介紹同步發電機的工作原理、特點及其基本類型、基本結構、額定值及其型號。
    同步發電機工作原理
    電磁感應與右手定則
    由《電工學》知識可知,當導體與磁場間有相對運動,而使兩者相互切割時,就會在該導體內產生感應電動勢,這種現象稱為電磁感應。如果該導體是閉合的,在感應電動勢的作用下,導體內就會產生電流,這個電流稱為感應電流。如圖2-7所示,將一根導線放在兩個磁極的均勻磁場內,并在導線的兩端接上-一只電壓表,當導線在垂直于磁力線方向以一定速度移動時,電壓表的指針就會發生偏轉。以上現象說明導線與磁場發生相對運動和相互切割后,在其內部已產生出感應電動勢和感應電流。

    導線在磁場中產生感應電動勢的方向可以用右手定則來確定。如圖2-8所示。將右手平伸,掌心迎著磁極N,并使磁力線垂直穿過手掌,拇指和其余四指伸直。這時拇指所指的方向為導線的運動方向,其余四指的指向就是感應電動勢方向。從上述實驗可知,導線在均勻磁場內沿著與磁力線垂直的方向運動時,它所產生感應電動勢的大小與導線在磁場中的有效長度l、磁場的磁通密度B以及導線在磁場中的運動速度V成正比,即
    e= Blv
    式中
    感應電動勢,V;

    B磁通密度,T;

    l-導線在磁場中的有效長度, m

    v-導線垂直于磁力線方向上的運動速度,m/s。

    如果導線運動方向與磁力線方向的夾角為任意角度a時,則e= Blusina
    若將導線與外負載接成閉合回路,導線中就會產生電流并輸出電功率,而同步發電機就是根據這一原理來制造的。
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