第一篇：發電機的構造原理教學設計

發電機的構造原理教學設計

學習目標：交流發電機的作用、基本知識，發電的結構、分類 教學重點：交流發電機的功用 教學難點： 發電機的基本原理

教學重點、難點解決辦法： 講解、演示、操作、問答和討論 教師教法：任務驅動法、講授法、舉例法、演示法等 學生學法：傾聽、記筆記、討論、問答、操作 教具、學具準備：

實訓車輛、三相交流發電機若干、數字萬用表、拆裝工具等 教學程序設計：

導入、實物講解、操作示范、重點、難點介紹、按教材要求完成實訓操作、并填寫實訓報告、歸納小結。

一、教學環節（如復習與引入）

器材準備：5S檢查 實訓注意事項：

使用萬用表檢測電阻、電壓時，注意檔位的選擇。在動態測試過程中，注意人身安全。

二、交流發電機的功能

交流發電機的功能：

1、發電機有三個功能：發電、整流和調節電壓。（1）電磁感應：導體切割磁力線運動或通過線圈的磁通量發生變化時，在導體或線圈中就會產生電動勢。在電磁感應現象中產生的電動勢叫感應電動勢，由感應電動勢產生的電流叫感應電流。

（2）三相交流電：在磁場里有三個互成120°的線圈同時轉動，電路里就產生三個交變電動勢。這樣的發電機發出的電流叫做三相交流電。

（3）二極管的特性：

二極管具有單向導電性，將萬用表的量程撥到歐姆檔，用紅、黑表筆分測二極管兩引線，一個方向的電阻很?。▋H8 ~10Ω左右），另一個方向的電阻極大（無窮大）。

發電機的功能

(1)發電： 點火開關用于ON檔工作電路，起動發動機，并通過多槽傳送帶把發動機的旋轉力傳輸到發電機皮帶輪，轉動的磁化轉子，在定子線圈中旋轉產生交流電流。

(2)整流

因為定子線圈中產生的電是交流電，它不能用于車輛上安裝的直流電器裝置，所以整流器功用：把定子繞組產生的三相交流電變為直流電輸出。

(3)調節電壓

利用調節器調節發電機的電壓，在發電機轉速或負載發生變化時也能保持電壓穩定。

（4）輸出、將來自發動機的機械能轉變成電能。并輸出給用電設備。

三、觀察、動手操作、分析根據要求進行練習，合作學習

1.轉子部分

（1）功用：產生旋轉磁場（2）組成：

1）集電環 2）轉子軸 3）爪極 4）磁軛 5）磁場繞組（3）爪極的形狀（鳥嘴形）：

使磁場按正弦規律分布2.定子（又叫電樞）

（1）功用：產生交流電（交變）電動勢

（2）組成： 1）定子鐵心 2）定子三相繞組

定子鐵心由內圈帶槽的硅鋼片疊成，定子繞組的導線就嵌放在鐵心的槽中定子繞組有三相，三相繞組采用：星形接法或三角形（大功率）接法，都能產生三相交流電。

將發電機定子繞組產生的三相交流電變換為直流電。一般由6只硅整流二極管散熱板所組成。

整流任務由整流器完成 3.端蓋

（1）端蓋一般用鋁合金鑄造

（2）端蓋上裝有電刷組件，普通發電機中一般有兩只電刷 4.無刷發電機中沒有電刷。小結：作業：

1.交流發電機的檢測和試驗方法 2.寫出交流發電機的控制電路。

播放發電機的解體維修案例視頻，激發學生學習的興趣。從完成任務的過程中學習發電機的結構原理和解體檢測方法，以及相關的理論知識。

第二篇：發電機原理復習資料

1.工質：能實現熱能轉化為機械能的物質，通常為氣體。

2.2..熱機：能將熱能轉化為機械能的裝置。3.熱力系統：熱力學所研究的對象。4.隔離系統：熱力系統與外界沒有物質和能量交換的系統。

5.閉口系統：熱力系統與外界無物質交換，允許有能量交換（反之為開口系統）。6.外界：與熱力系統發生相互作用關系的周圍物體。

7.邊界：系統與外界的分解面。8.狀態：熱力系統在某一瞬間呈現的全部宏觀性質。從各個不同方面描寫這種宏觀狀態的物理量便是狀態參數。9.平衡狀態：熱力系統在沒有外界作用情況下宏觀性質不隨時間變化的狀態。10.工程熱力學的六個狀態參數：壓力、比體積、溫度、熱力學能、焓、熵（前三個能直接測量的叫基本狀態參數）。

11.比熱力學能：1kg工質所具有的熱力學能。12.總能：內部儲存能和外部儲存能的總和，即熱力學能、宏觀動能和位能的總和，叫做熱力系統的總儲存能。E=U+EK+EP 13.熱力過程：熱力系統從一個狀態向另一個狀態變化時所經歷的全部狀態的總和。

14.強度量：當熱力系統處于非平衡狀態時，熱力系統內各點所具有的不同數值。

15.廣延量：容積、熱力學能、焓等物理量和熱力系統所含的物質量。16.可逆過程：熱力系統從一個平衡狀態無摩檫地連續經歷一系列的中間狀態過渡到另一個平衡狀態的過程。

17.熱力循環：是密封的熱力過程，即當熱力系統從某一狀態開始，經過一系列中間狀態后又回復到原來狀態。18.功：熱力學通過截面和外界經行的機械能的交換量。19.熱量：熱力系統與外界由于存在溫差穿過邊界而傳遞的能量。

20.熱機循環：工質經過一系列的變化狀態，重新回到原來狀態的全部過程。21.卡諾循環：由兩個可逆定溫過程和兩個可逆絕熱過程主城的封閉循環。22.抗爆性：汽油在發動機汽缸內燃燒時抵抗爆燃的能力，用辛烷值表示。23.自燃點：燃油在沒有外界火源的情況下能自行著火的最低溫度。

24.直鏈反應：在鏈反應中，連載體數目不變的反應。25.支鏈反應：一個載體參加反應后生成兩個或多個新的載體，使載體數不斷增多，反應速率自動加速。26.熱效應：物質發生化學反應時物系不做有用功的反應吸收或放出的熱量。27.生成焓：穩定單質或化學元素在定壓下化合成1mol化合物時的反映熱效率。

28.分解焓：1mol化合物分解成單質時的反應熱效應。

29.指示性能指標：以工質對活塞所做的功為計算基準的指標。30.發動機指示功：發動機一個氣缸的工質每一個循環作用于活塞上的功。31.平均指示壓力：每一個工作循環中發動機單位汽缸容積所做的指示功。32.平均有效壓力：發動機單位氣缸工作容積輸出的有效功。

33.指示功率：發動機單位時間內所做的指示功。

34.指示熱效率：實際循環指示功與所消耗的燃料熱量之比。

35.評價發動機實際工作循環降級性能的指標：指示熱效率和指示燃油消耗率。

36.循環有效功：每循環由曲軸輸出的單缸功率。

37.有效功率：指示功率與機械損失功率之差。38.有效熱效率：實際循環的有效功與得到此有效功所消耗的熱量的比值。

39.有效燃油消耗率：單位有效功所消耗的燃料。40.升功率：在標定工況下發動機每升工作容積所發出的有效功率。41.比質量：發動機的質量與所給出的標定功率之比。42.強化系數：平均有效壓力與活塞平均速度的乘積。43.換氣過程：從上一循環排氣門開啟到下一循環進氣門關閉的整個時期。

44.排氣階段分為：自由排氣階段、強制排氣階段、慣性排氣階段。

45.進氣階段分為：準備進氣階段、正常進氣階段、慣性進氣階段。

46.換氣損失：排氣損失、進氣損失。

47.排氣損失：從排氣門提前打開，直到進氣行程開始，氣缸內壓力到達大氣壓力前循環功的損失。48.充量系數：每缸循環實際吸入新鮮空氣的質量與進氣狀態下理論計算充滿汽缸工作容積的空氣質量。（衡量不同發動機動力性能和進氣過程完善程度的重要指標）

49.配氣相位：進、排氣門的啟閉角和曲軸轉角的對應關系。50.增壓度：發動機在增壓后增長的功率與增壓前功率之比。（表明了增壓后功率得到增長的程度）51.增壓比：增壓后氣體壓力預增前氣體壓力之比，簡稱壓比。

52.壓氣機的流量特性：表示壓氣機轉速不變時，壓氣機增壓比和絕熱效率隨空氣流量的變化關系。

53.踹振邊界：又叫穩定工作邊界，即當壓氣機工作在踹振邊界右側時，工作室穩定的；而

當處于踹振邊線左側時壓氣機的工作就變得不穩定甚至有危險，常把出現踹振的工作點稱為踹振點，對應的流量就是踹振流量。

54.出現踹振的原因：是由于流量過小時，在葉

片擴壓器內和工作輪進口處氣流與壁面分離而引起的。踹振是離心式葉輪機械所特有的一種異常工作現象。

55.廢氣渦輪增壓的類型：定壓渦輪增壓系統

（特點是渦輪前的廢氣壓力基本上保持恒定）、脈沖渦輪增壓系統（特點是各缸排氣管短而細，增壓器盡量靠近汽缸，且幾個氣缸連接一根排氣管）。

56..內燃機的增壓性能：采用脈沖增壓系統的內燃機加速性能較好。

57.與定壓系統相比，脈沖系統尺寸較大，排氣管的結構也是比較復雜。

58.在低增壓時，采用脈沖增壓是比較有利的：而在高增壓時，則是兩種系統同時存在、各有所長。故在高壓的車用發動機上也比較多采用脈沖增壓系統。59.改善廢氣渦輪增壓發動機轉矩特性的途徑：1）.排氣旁通2）.進氣旁通3）.可變截面渦輪 60.廢氣渦輪增壓對發動機其他性能的影響1）.降低排氣污染和噪聲2）.低速轉矩性能變差3）.加速性能變差4.起動與制動有一定困難

61.汽油機增壓的特點1.爆燃2）.混合氣的調節3）.熱負荷4）.對增壓器的特殊要求

62.汽油機渦輪增壓的主要技術措施1）.降低壓縮比2）.增壓壓力控制系統3）.減少增壓后“反應滯后”現象4).燃料供給系統的調整

63.汽油機廢氣渦輪增壓器的布置1）.后置方案2.前置方案3）.中置方案

64.湍流：是指由流體質點組成的微元氣體所進行的無規則的脈動運動。

65.影響爆燃的因素：1）.燃料的性質： 辛烷值高的燃料，抗暴能力強2）末端混合氣的壓力和溫度’火焰前鋒傳播到末端混合氣的時間

66.運轉因素對燃燒的影響1）點火提前角2）混合氣濃度3）負荷 4）轉速

67.點火提前角的特性：當汽油機保持節氣門開度，轉速以及混合氣濃度一定時，汽油機功率和耗油率隨點火提前角的改變而變化的關系?；旌蠚鉂舛日{整特性：在汽油機的轉速、節氣門開度保持一定，點火提前角為最佳值時的調節供油量，記錄功率、燃油消耗率、排氣溫度隨過量的空氣系數的變化曲線。負荷:汽油機上，轉速保持不變，通過改變節氣門開度來調節進入汽缸的混合氣量，以達到不同的負荷要求。68.功率混合氣：空氣得到充分的利用而發出的最大功率。

69.負荷特性線：轉速不變時，燃油消耗率隨負荷而變化的規律。

70.動態過程對混合氣特性的要求分為：冷啟動、暖機、加速和減速。

71.與化油器相比，汽油噴射的優點：a可以對混合氣空燃比經行精確控制，使發動機在任何狀況下都處于最佳工作狀態 b由于進氣系統不需要喉管，減少了進氣阻力，使充氣效率提高 c由于進氣溫度低，使得爆燃得到了有效控制，從而可提高壓縮比 d保證各缸混合氣的均勻性問題比較容易解決，相應的發動機可以采用辛烷值低的燃料 e發動機冷啟動和加速性能良好，過度圓滑。

72.D型電控汽油噴射系統是根據進氣管壓力和發動機轉速推算每次循環進入的空氣量，再根據推算的空氣量計算出需要噴射的燃料量，并控制噴油器工作。73.L型電控汽油噴射系統是根據空氣流量計直接測量進氣歧管的進氣量，并和發動機轉速計算出需要噴射的燃料量，控制噴油器工作。

74.汽油機對燃燒室的要求：結構緊湊、具有良好的充氣性能、火花塞為止安排得當、燃燒室形狀合理分布、要產生適當的氣體流動、適當冷卻末端混合氣。75.柴油機的燃燒過程分為：著火延遲期、速燃期、緩燃期、補燃期。

76.汽油機的燃燒過程分為：著火落后期、明顯燃燒期、補燃期。

77.燃燒放熱規律：瞬時放熱速率和累計放熱百分比隨曲軸轉角的變化關系。

78.柴油機放熱規律三要素：燃燒放熱始點、放熱持續期、放熱率曲線的形狀。

79.柴油機噴油提前的調節規律：轉速和負荷都要提前。

80.噴射的兩個特性指標：噴油特性、噴霧特性。81.噴油特性：噴油系統高壓油路中的行為，主要包括噴油開始時間、噴油持續時間、噴油速率變化以及噴油壓力。

82.噴霧特性：燃油進入燃燒室后的行為，主要包括貫穿距離、噴霧錐角和噴霧顆粒，以及油束中燃油濃度、速度和微粒的分布規律。

83.供油規律是指供油速率隨凸輪軸轉角的變化關系；噴有規律是指噴油速率隨凸輪軸轉角的變化關系。

84.共有時刻與噴油時刻有差異的原因：燃油的可壓縮性、壓力波傳播滯后、壓力波動、高壓容積變化。85.柴油燃燒室的兩大類：直噴式燃燒室、分隔式燃燒室。

86.直噴式柴油機的性能特性：a燃燒迅速，經濟性好有效燃油消耗率低 b燃燒室結構簡單熱損失小，使冷啟動和經濟性都好 c對噴油系統的要求高 d半開式燃燒室對進氣道有較高的要求 e氮氧化物的排放量比分隔式燃燒室柴油機高f規轉速的變化較為敏感 g壓力升高率大，燃燒噪聲大，工作較粗暴。87.柴油機燃燒的影響因素：a燃油的物理化學性質 b壓縮氣體狀態 c燃油噴射規律 d油氣混合組織。88.對噴油規律的基本要求：先緩后急，斷油迅速。89.碳氫化合物的生成：1)冷激效應（縫隙）2)油膜和沉積物吸附 3)火焰淬熄 4)未燃碳氫化合物的氧化

90.影響汽油機有害排放物生成的主要因素及控制：1.混合氣成分2.點火正時 3.負荷 4.轉速 5.過渡工況6.廢氣再循環

91.廢氣再循環：原理和作用：一部分排氣經EGR閥還流回進氣系統，稀釋了新鮮混合氣中的氧濃度，導致燃燒速度降低，同時還使新鮮混合氣的比熱容提

高。兩者都造成燃燒溫度的降低，因而可以抑制NOx的生成。

92.機內凈化是指改善可燃混合氣的品質和燃燒狀況，抑制有害氣體的產生，降低排氣中的有害成分。93.改進發動機設計：1)冷起動、暖機和怠速 2)壓縮比 3)燃燒系統4)進氣系統5)活塞組設計6)分層稀薄燃燒

94.柴油機有害排放物生成特點：(1)未燃HC(2)CO(3)NOx(4)炭煙(5)醛類 95.燃燒室排放比較：分隔式燃燒室生成的NOx、CO、HC和炭煙的排放濃度均低于直噴式，特別是NOx排放濃度一般比直噴式燃燒室的低50％左右

96.原因是，這種燃燒室的燃燒及排放物的生成分兩個階段進行。在噴油開始和燃燒初期，副燃燒室的空燃比較小，氧濃度較低，燃料不可能燃燒完全，從而形成較多的CO及未燃烴。副燃燒室在著火后溫度較高，但氧濃度低，對生成NOx仍有不利的影響。主燃燒室內有充足的新鮮空氣，使來自副燃燒室的CO及HC進一步氧化。高溫燃氣進入主燃燒室后，溫度有所下降，抑制了NOx的生成97..增壓中冷技術——最現實的辦法是增加空氣量98.改進噴油系統：1)高壓噴射 2)推遲噴油提前角 3)減小噴孔直徑，增加噴孔數目 4)減小噴嘴壓力室容積 5)高壓共軌電控燃油噴射

99.改進燃燒系統:1)燃燒室容積比——燃燒室容積對氣缸余隙容積之比 2)燃燒室口徑比 ——口徑比dk/D小的深燃燒室可在室中產生較強的渦流 3)燃燒室形狀 ——縮口燃燒室已經取代應用最廣直邊不縮口的ω形燃燒室 4)適當提高壓縮比

100.發動機噪聲的來源 :1.燃燒噪聲 2.機械噪聲1)活塞敲缸噪聲2)配氣機構噪聲3)正時齒輪噪聲4)不平衡慣性力引起的機械振動及噪聲5)噴油泵及其它機械噪聲 3.進、排氣噪聲 4.風扇噪聲

101.噪聲控制措施 :1.降低燃燒噪聲2.加強結構強度 3.采用隔聲罩殼 4.采用排氣消聲器 5.低噪聲發動機設計

102.發動機的特性是指在一定條件下，發動機性能指標或特性參數隨各種可變因素的變化規律。可分為運行特性和調整特性。

103.發動機運行特性是發動機的性能指標隨工況參數（負荷和轉速）的變化規律。

104.發動機調整特性是指發動機在轉速和油量調節裝置位置不變條件下，各種性能指標隨調整參數而變化的規律。

105.電渦流測功器：渦流測功器是利用渦電流效應將被試發動機的機械能轉變為電能，繼而又轉變為熱能的過程。電渦流測功器由吸收功率（制動器）和測力機構等組成。

速度特性的定義——發動機在油量調節機構（油量調節齒條、拉桿或節氣門開度）保持不變的情況下，主要性能指標（轉矩、油耗、功率、排溫、煙度等）隨發動機轉速的變化規律。

106.外特性的定義——當油量控制機構在最大位置時，測得的特性為全負荷速度特性（簡稱外特性）107.有效轉矩曲線——轉速由低逐漸升高，指示熱效率、充量系數均上升，雖然機械效率略有下降，但有效轉矩總趨勢是上升的，到某一點取得最大值。隨著轉速繼續上升，由于指示熱效率、充量系數均下降，致使有效轉矩迅速下降，變化較陡

108.柴油機和汽油機的速度特性對比分析：（1）柴油機在各種負荷的速度特性下的轉矩曲線都比較平坦（2）汽油機的有效功率外特性線的最大值點，一般在標定功率點；柴油機可以達到的最大值點的轉速很高，標定點要比其低的多。（3）柴油機的燃油消耗率曲線在各種負荷的速度特性下都比較平坦，最經濟區的轉速范圍很寬。

109.負荷特性：當發動機保持轉速不變時，性能指標隨負荷而變化的規律叫做發動機的負荷特性 110.全特性（萬有特性）：負荷和轉速都變化時性能參數的變化規律。

111.電子控制系統與機、液控制系統相比，有如下優越性： 1）控制更為“精確”和“柔性” 2）能實現機—液系統無法實現的眾多功能 3）易于實現性能的全面優化和折中 4）具有良好的動態性能 5）促進發動機本身的理論研究和發展 1.影響對流換熱的因素：對流換熱系數、換熱表面積、溫差。

2.影響換熱系數的因素：流動的類別、結構、流體的物信參數、壁面的幾何狀態。

3.發動機實際循環與理論循環的差別：實際工質的影響、換氣損失、燃燒損失、傳熱損失、缸內流動損失、其他損失。

4.常用的測定機械損失的方法有：示功圖法、倒拖法、滅缸法、油耗線法等。

5.影響機械效率的主要因素：氣缸內最高燃燒壓力、發動機轉速或活塞平均速度、發動機負荷、潤滑油品質和冷卻水溫度、發動機的技術狀況。

6.影響充量系數的因素：進氣狀態、進氣終點的氣缸壓力和溫度、殘余廢氣系數、壓縮比、進排氣相位角。7.衡量配氣相位是否合理的因素：充氣系數的變化是否符合動力性要求、換氣損失是否盡可能地小、能否保證必要的燃燒掃氣作用、排放指標好。

8.發動機排氣系統的組成：空氣濾清器、進氣管、進氣道、排氣管。

9.提高發動機充量系數的措施：降低進氣系統的阻力、改進進氣管道和空氣濾清器的阻力、減少對進氣充量的加熱、降低排氣系統流通阻力、合理選擇進排氣相位角、諧振進氣與可變進氣歧管。

10.二沖程發動機的換氣過程：自由排氣、掃氣、過后排氣或過后充氣。

11.二沖程發動機換氣過程與四沖程相比的特點：換氣時間短、進排氣過程同時進行、掃氣消耗功大、HC排放高。

12.二沖程發動機的掃氣方案：橫流掃氣、回流掃氣、直流掃氣。

13.影響掃氣效率的因素：掃氣方式、掃氣壓力、行程缸徑比、轉速、掃氣排氣系統。

14.提高發動機單缸功率的三條途徑：改變發動機的結構參數、提高發動機轉速或活塞平均速度、提高發動機平均有效壓力。

15.增壓發動機的特點：a功率相同時發動機空間尺寸減小、質量減輕，對發動機經濟性有益 b在達到額定輸出功率時摩檫損失相對較小，在部分負荷時增壓發動機的工況更接近最大效率設計工況點 c增壓器的合理設計可將轉矩特性改進為低速高轉矩 d增壓可彌補因海拔上升而導致的功率下降 e增壓可使排放降低f降低噪聲 g減小機械損失 h增壓機的主要零部件的機械負荷和熱負荷均增加。

16與其他增壓方式相比，渦輪增壓的主要優點：a內燃機不作重大改變，體積增加很少的情況下一般能提高功率20%~50%，且容易實現高增壓 b由于壓氣機消耗的功是渦輪從廢氣中回收的一部分能量，再加上相對的減少了機械損失和散熱損失，提高了機械效率和熱效率，使內燃機渦輪增壓后油耗可降低5%~10%，明顯提高了經濟性 c可降低排氣噪聲和煙度。

17與渦輪增壓相比，氣波增壓的優點：a整個運行工況下，氣波增壓的壓力較高，尤其在低轉速下更明顯，低速時能獲得大的轉矩 b整個運行工況下，氣波增壓的空氣密度較高 c低速時氣波增壓有較大的平均有效壓力和功率，經濟性較好 d在運行轉速范圍內氣波增壓的排氣溫度比渦輪增壓低 e氣波增壓的加速性能好 f通常不需要閥門控制。

18發動機按結構形式和工作原理可分為：機械式增壓、廢氣渦輪增壓、氣波增壓、復合式增壓、組合式渦輪增壓。

19廢氣渦輪增壓器的原理：利用內燃機排除的部分廢氣能量，推動渦輪機高速旋轉，從而帶動安裝在同一根軸上的離心式壓氣機增大內燃機進氣壓力的工作機械。

20壓氣機的主要參數：增壓比、流經壓氣機的每秒質量流量、壓氣機轉速、壓氣機的絕熱效率。

21影響脈沖能量利用的主要因素：排氣門開啟定時、排氣門流通面積、排氣門開啟規律、排氣管流通面積、排氣管長度、渦輪當量流通面積。

22為充分利用脈沖能量的要求：a排氣門打開后，排氣歧管內的壓力盡快建立起來，減少流動損失b廢氣從排氣門排出應迅速，阻力盡可能小c柴油機掃氣過程中，排氣管壓力盡可能低，以利于掃氣進行。

第三篇：發電機工作原理

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<一> 發電機概述

發電機的形式很多，但其工作原理都基于電磁感應定律和電磁力定律。因此，其構造的一般原則是：用適當的導磁和導電材料構成互相進行電磁感應的磁路和電路，以產生電磁功率，達到能量轉換的目的。<二>發電機的分類可歸納如下：

發電機分：直流發電機和交流發電機

交流發電機分：同步發電機和異步發電機(很少采用)

交流發電機還可分為單相發電機與三相發電機。

<三>發電機結構及工作原理

發電機通常由定子、轉子、端蓋及軸承等部件構成。

定子由定子鐵芯、線包繞組、機座以及固定這些部分的其他結構件組成。

轉子由轉子鐵芯(或磁極、磁扼)繞組、護環、中心環、滑環、風扇及轉軸等部件組成。

由軸承及端蓋將發電機的定子，轉子連接組裝起來，使轉子能在定子中旋轉，做切割磁力線的運動，從而產生感應電勢，通過接線端子引出，接在回路中，便產生了電流。

〃 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。

〃 載流導體：三相對稱的電樞繞組充當功率繞組，成為感應電勢或者感應電流的載體。

〃 切割運動：原動機拖動轉子旋轉（給電機輸入機械能），極性相間的勵磁磁場隨軸一起旋轉并順次切割定子各相繞組（相當于繞組的導體反向切割勵磁磁場）。

〃 交變電勢的產生：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。

直流發電機的工作原理

直流發電機的工作原理就是把電樞線圈中感應產生的交變電動勢，靠換向器配合電刷的換向作用，使之從電刷端引出時變為直流電動勢的原理。

電刷上不加直流電壓，用原動機拖動電樞使之逆時針方向恒速轉動，線圈兩邊就分別切割不同極性磁極下的磁力線，而在其中感應產生電動勢，電動勢方向按右手定則確定。這種電磁情況表示在圖上。由于電樞連續地旋轉，因此，必須使載流導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

圈中的感應電動勢的方向是交變的．線圈內的感應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，電樞在轉動過程中，無論電樞轉到什么位置，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。這就是直流發電機的工作原理。同時也說明子直流發電機實質上是帶有換向器的交流發電機。

從基本電磁情況來看，一臺直流電機原則上既可工作為電動機運行，也可以作為發電機運行，只是約束的條件不同而已。在直流電機的兩電刷端上，加上直流電壓，將電能輸入電樞，機械能從電機軸上輸出，拖動生產機械，將電能轉換成機械能而成為電動機，如用原動機拖動直流電機的電樞，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，電機將機械能轉換成電能而成為發電機。同一臺電機，能作電動機或作發電機運行的這種原理．在電機理論中稱為可逆原理。

汽輪發電機原理

蒸汽機利用高溫高壓的蒸汽膨脹做功，通過連桿、曲柄將活塞的往復運動轉變為主軸的旋轉運動，帶動發電機發電。

蒸汽輪機是用蒸汽來推動輪機轉動的，它運轉的基本原理和常見的風

車相似，蒸汽輪機是由一個中央很厚的鋼盤及鋼盤外沿有很多密排的葉片組成的主體結構。從鍋爐里出來的高壓過熱蒸汽從噴嘴噴到葉片上時，輪機就轉動起來，蒸汽速度越大，輪機轉動得越快（也就是蒸汽的內能在噴射中變成蒸汽的動能，它的動能又轉變為機軸旋轉的機械能）。

水輪發電機的安裝結構形式通常由水輪機的型式確定。主要有以下幾種型式:

1)臥式結構 臥式結構的水輪發電機通常有沖擊式水輪機驅動。

2)立式結構 國產水輪發電機組廣泛采用立式結構。立式水輪發電機組通常由混流式或軸流式水輪機驅動。立式結構又可分為懸式和傘式。發電機推力軸承位于轉子上部的統稱為懸式,位于轉子下部的統稱為傘式。

3)貫流式結構 貫流式水輪發電機組由貫流式水輪機驅動。貫流式水輪機是一種帶有固定或可調轉輪葉片的軸流式水輪機的特殊型式。它的主要特征是轉輪軸線采取水平或傾斜布置,并與水輪機進水管和出水管水流方向一致。貫流式水輪發電機具有結構緊湊,重量輕的優點,廣泛用于低水頭的電站中。

新型水冷式交流發電機原理和應用

水冷式交流發電機利用水來代替風扇進行冷卻。交流發電機主要的發熱部位是定子，水冷式交流發電機重點冷卻部分就是定子及線圈繞組。發電機的前端蓋和后端蓋用鋁材制造，開有水道槽。定子及線圈繞組用合成樹脂固定密封，定子與轉子之間有鋁質圍板與水道隔離。

水道與進水管和出水管連通，進水管和出水管分別與發動機冷卻水系統連通。

這樣，當發動機運轉時，冷卻水在發動機水泵的帶動下循環流動，通過發電機殼體，可以有效地冷卻定子線圈繞組、定子鐵芯，同時也冷卻轉子、內藏式調節器和軸承等其它發熱零部件。

水冷式交流發電機與風冷式交流發電機相比，內部構造復雜了，防漏密封要求提高了，成本也會增加。同時因聯接水管的問題，安裝布置也受到諸多限制，自由度減少了。但是，水冷式交流發電機的發電及低噪聲性能，是風冷式交流發電機無法比擬的。

首先，水冷式交流發電機具有良好的低速充電特性。我們知道，在交流發電機的電流特性曲線上有一個“拐點”，即超過所謂“0安培速度”之后才會有電流產生，電流上升到一定程度才能充電。在哪個轉速以上才出現“拐點”和達到可充電電流與勵磁電流的大小相關。由于水冷式交流發電機大幅度抑制了定子、轉子及調節器的溫升，可以相應提高勵磁電流，勵磁電流越大輸出電壓也越高，因此當水冷式交流發電機低速轉動時也會有良好的充電表現，這種低速充電性能對城市用車的正常使用相當重要。

第二，水冷式交流發電機具有低噪聲。由于省略了風扇，所以不存在發電機風扇發出的噪聲。據介紹在3500轉/分時，水冷式交流發電機與風冷式交流發電機相比，噪聲要低15分貝。

水冷式交流發電機的優點被看好，認為是汽車發電機的發展方向。有人認為在12伏特汽車中，2500瓦以下適宜用風冷式交流發電機，2500

瓦以上或者42伏特電系適宜用水冷式交流發電機。

第四篇：發電機工作原理mo

2014 ～ 2015 學年第 二 學期

期末考查

課 程 名 稱 系（專業）年學姓教

二○一五 年

五 月

機械設計基礎

化學與化學工程系（冶金工程）

冶金13級 ***9 莫映澤

白志玲

級 號 名

師

發電機工作原理

<一> 發電機概述

發電機是將其他形式的能源轉換成電能的機械設備，它由水輪機、汽輪機、柴油機或其他動力機械驅動，將水流，氣流，燃料燃燒或原子核裂變產生的能量轉化為機械能傳給發電機，再由發電機轉換為電能。發電機在工農業生產，國防，科技及日常生活中有廣泛的用途。

發電機的形式很多，但其工作原理都基于電磁感應定律和電磁力定律。因此，其構造的一般原則是：用適當的導磁和導電材料構成互相進行電磁感應的磁路和電路，以產生電磁功率，達到能量轉換的目的。

發電機已實施出口產品質量許可制度，未取得出口質量許可證的產品不準出口。

<二>發電機的分類可歸納如下： 發電機分：直流發電機和交流發電機

交流發電機分：同步發電機和異步發電機(很少采用)交流發電機還可分為單相發電機與三相發電機。<三>發電機結構及工作原理

發電機通常由定子、轉子、端蓋及軸承等部件構成。

定子由定子鐵芯、線包繞組、機座以及固定這些部分的其他結構件組成。轉子由轉子鐵芯(或磁極、磁扼)繞組、護環、中心環、滑環、風扇及轉軸等部件組成。

由軸承及端蓋將發電機的定子，轉子連接組裝起來，使轉子能在定子中旋轉，做切割磁力線的運動，從而產生感應電勢，通過接線端子引出，接在回路中，便產生了電流。

柴油發電機工作原理

柴油機驅動發電機運轉，將柴油的能量轉化為電能。在柴油機汽缸內，經過空氣濾清器過濾后的潔凈空氣與噴油嘴噴射出的高壓霧化柴油充分混合，在活塞上行的擠壓下，體積縮小，溫度迅速升高，達到柴油的燃點。柴油被點燃，混合氣體劇烈燃燒，體積迅速膨脹，推動活塞下行，稱為‘作功’。各汽缸按一定順序依次作功，作用在活塞上的推力經過連桿變成了推動曲軸轉動的力量，從而帶動曲軸旋轉。

將無刷同步交流發電機與柴油機曲軸同軸安裝，就可以利用柴油機的旋轉帶動發電機的轉子，利用‘電磁感應’原理，發電機就會輸出感應電動勢，經閉合的負載回路就能產生電流。

這里只描述發電機組最基本的工作原理。要想得到可使用的、穩定的電力輸出，還需要一系列的柴油機和發電機控制、保護器件和回路。

汽油機驅動發電機運轉，將汽油的能量轉化為電能。

在汽油機汽缸內，混合氣體劇烈燃燒，體積迅速膨脹，推動活塞下行作功。各汽缸按一定順序依次作功，作用在活塞上的推力經過連桿變成了推動曲軸轉動的力量，從而帶動曲軸旋轉。將無刷同步交流發電機與汽油機曲軸同軸安裝，就可以利用汽油機的旋轉帶動發電機的轉子，利用‘電磁感應’原理，發電機就會輸出感應電動勢，經閉合的負載回路就能產生電流。

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。載流導體：三相對稱的電樞繞組充當功率繞組，成為感應電勢或者感應電流的載體。

切割運動：原動機拖動轉子旋轉（給電機輸入機械能），極性相間的勵磁磁場隨軸一起旋轉并順次切割定子各相繞組（相當于繞組的導體反向切割勵磁磁場）。

交變電勢的產生：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。

直流發電機的工作原理

直流發電機的工作原理就是把電樞線圈中感應產生的交變電動勢，靠換向器配合電刷的換向作用，使之從電刷端引出時變為直流電動勢的原理。

電刷上不加直流電壓，用原動機拖動電樞使之逆時針方向恒速轉動，線圈兩邊就分別切割不同極性磁極下的磁力線，而在其中感應產生電動勢，電動勢方向按右手定則確定。這種電磁情況表示在圖上。由于電樞連續地旋轉，因此，必須使載流導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電動勢的方向是交變的．線圈內的感應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，電樞在轉動過程中，無論電樞轉到什么位置，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。這就是直流發電機的工作原理。同時也說明子直流發電機實質上是帶有換向器的交流發電機。

從基本電磁情況來看，一臺直流電機原則上既可工作為電動機運行，也可以作為發電機運行，只是約束的條件不同而已。在直流電機的兩電刷端上，加上直流電壓，將電能輸入電樞，機械能從電機軸上輸出，拖動生產機械，將電能轉換成機械能而成為電動機，如用原動機拖動直流電機的電樞，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，電機將機械能轉換成電能而成為發電機。同一臺電機，能作電動機或作發電機運行的這種原理．在電機理論中稱為可逆原理。

汽輪發電機原理

蒸汽機利用高溫高壓的蒸汽膨脹做功，通過連桿、曲柄將活塞的往復運動轉變為主軸的旋轉運動，帶動發電機發電。

蒸汽輪機是用蒸汽來推動輪機轉動的，它運轉的基本原理和常見的風車相似，蒸汽輪機是由一個中央很厚的鋼盤及鋼盤外沿有很多密排的葉片組成的主體結構。從鍋爐里出來的高壓過熱蒸汽從噴嘴噴到葉片上時，輪機就轉動起來，蒸汽速度越大，輪機轉動得越快（也就是蒸汽的內能在噴射中變成蒸汽的動能，它的動能又轉變為機軸旋轉的機械能）。

水輪發電機的安裝結構形式通常由水輪機的型式確定。主要有以下幾種型式: 1)臥式結構 臥式結構的水輪發電機通常有沖擊式水輪機驅動。

2)立式結構 國產水輪發電機組廣泛采用立式結構。立式水輪發電機組通常由混流式或軸流式水輪機驅動。立式結構又可分為懸式和傘式。發電機推力軸承位于轉子上部的統稱為懸式,位于轉子下部的統稱為傘式。

3)貫流式結構 貫流式水輪發電機組由貫流式水輪機驅動。貫流式水輪機是一種帶有固定或可調轉輪葉片的軸流式水輪機的特殊型式。它的主要特征是轉輪軸線采取水平或傾斜布置,并與水輪機進水管和出水管水流方向一致。貫流式水輪發電機具有結構緊湊,重量輕的優點,廣泛用于低水頭的電站中。

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第五篇：發電機工作的原理

1、發電機工作的原理，舉例說明各種能量的發電站

電能是現代社會最主要的能源之一。發電機是將其他形式的能轉化成電能的機械設備，它由水輪機、汽輪機、柴油機或其他動力機械驅動，將水流、氣流，燃料燃燒或原子核裂變產生的能量轉化為機械能傳給發電機，再由發電機轉化為電能。發電機在工農業生產、國防、科技及日常生活中都有廣泛的用途。發電機的形式很多，但其工作原理都基于電磁感應定律和電磁力定律。因此，其構造的一般原則是：用適當的導磁和導電材料構成互相進行電磁感應的磁路和電路以產生電磁功率，達到能量轉化的目的。

根據能量的來源不同可將發電站分為水力發電站，風力發電站，火力發電站以及核電站等幾類。

2、電動機的工作原理：電動機也稱為“馬達”，是把電能轉變為機械能的機器。電動機構造分為兩部分：定子與轉子。定子是電動機固定部分，作用是用來產生旋轉磁場，它主要由定子鐵芯、定子繞組和機座組成。轉子有兩種——鼠籠式與繞線式。

利用電動機可以把發電機所產生的大量電能，應用到生產事業中去。電動機的構造和發電機基本上一樣，但原理卻正好相反。電動機原理是通電于轉子線圈以引起運動，而發電機則是借轉子在磁場中運動產生電流。為了獲得強大的磁場，不論電動機還是發電機，都以使用電磁鐵為宜。電動機因輸入的電流不同，可分為直流電動機與交流電動機。（1）直流電動機——用直流

電流來轉動的電動機叫直流電動機。（2）交流電動機——用交流電流來轉動的電動機叫交流電動機。