第一篇：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。

第二篇：發電機工作原理

日志

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發電機工作原理xs

<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。

第三篇：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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第四篇：汽車發電機工作原理

汽車發電機工作原理：

用來接通發電機中間的勵磁繞組中的直流電的。簡單的說下工作原理，在汽車啟動的一瞬間，先是電瓶里的電流通過電刷流到中間轉動的勵磁繞組部分（轉子）電生磁，這個繞組就產生了磁場。當發動機轉速上來了達到了發電要求轉速后（電還是有的，這里是指電壓高于電瓶電壓）電瓶就不再需要像勵磁繞組供給電了，因為，它會用自己發出的一部分電來給自己電生磁。【閉合回路中有磁通量變化就會生電】由于發動機的帶動，并且中間的電磁鐵有六個磁極（六爪）就滿足了發電條件了。這中發動機的學名叫自勵發電機。

第五篇：柴油發電機工作原理

發電機為交流同步發電機,一般按電機的勵磁方式分為三次諧波勵磁電機、可控硅勵磁電機、相復勵電機和無刷電機等。相復勵電機的勵磁是通過主繞組部分的電抗器和輸出部分的電流互感器兩部分的電信號矢量復合,再經整流后由碳刷轉換為直流勵磁信號。因此有刷勵磁結構的電機體積較大,并列運行時通過調整裝置的氣隙來達到需要的電氣性能,并經常進行更換碳刷等維護工作。目前無刷發電機已逐步取代有刷發電機。無刷同步發電機由主機和勵磁機組成(如圖1所示),即有獨立的勵磁機。勵磁機的定子為磁場,安裝在主發電機非軸伸端的端蓋上,其鐵心用低碳鋼板制成,具有若干個磁極,磁極上裝有激磁線圈,由自動電壓調節器輸入激磁電流。勵磁機轉子為電樞,與主發電機同軸安裝,電樞繞組為三相星形連接,中性點不引出。主機與勵磁機相反,其轉子為磁場與勵磁機的電樞轉子為同軸安裝,制成隱極式,其定子為電樞。無刷同步發電機工作原理是:發動機啟動運轉后,交流勵磁機依靠其定子上的剩磁建立勵磁機電壓,該交流電壓經旋轉整流器(與轉子同軸安裝的三相橋式整流)整流后,送入主機的勵磁繞組,使主機電樞建立電壓,隨著電機的轉速上升,發電機電壓逐漸升高;當轉速接近額定轉速時,通過自動電壓調節器(Ａ Ｖ Ｒ)利用這個電壓來對交流勵磁機提供勵磁電流,使主發電機的電壓迅速上升,并穩定在額定值。無刷發電機的控制核心是通過自動電壓調節器(Ａ Ｖ Ｒ)調節和穩定勵磁電流從而來調節和穩定發電機的輸出電壓。無刷發電機具有調壓精度高、動態性能好,電壓波形畸變小及效率高等特點,提高了運行的可靠性,延長了電機保養周期。

發電機組與發電機組或電網的并列運行的條件:①待并發電機組與發電機組或電網的相序相位相同;②待并發電機組與發電機組或電網的頻率相等;③待并發電機組與發電機組或電網的電壓相等。相序的不同或相位的偏差將引起沖擊電流和逆功率,相序相位相同可在待并發電機組與母線之間(Ａ相與Ａ相間,Ｂ相與Ｂ相間)并聯指示燈,用同時亮或暗的方法檢測,同時亮或暗表明兩機的相序已相同,通過調節發動機的轉速來調節頻率,亮到暗的周期越長,表示兩機越接近同步。當由亮到暗的周期達5～10ｓ,且指示燈同時最暗時,兩機即已同步,應立即合上待并發電機組的主開關,使待并發電機組與發電機組或電網之間實現并列運行。除燈暗同步法外,也可采用同步表來檢測。并列運行后的有功調節:若各機功率表指示的有功功率沒有按發電機額定容量的比例分配時,可調節發動機的轉速,使兩機有功功率按額定容量的比例均勻分配。并列運行后的無功調節:當有功功率按額定容量比例均勻分配后,若各機電流沒有按額定容量的比例分配時,可調節發電機上的自動電壓調節器(Ａ Ｖ Ｒ)的調差電位器(達到兩機勵磁電流的均衡),使兩機電流按額定容量的比例均勻分配。發電機組發電(備用電源)與電網電源(主電源)之間的切換必須有機械電氣的互鎖,避免因誤操作引發巨大的沖擊電流,損壞發電機組或電網上使用設備。采用電磁結構的雙投自動切換開關(Ａ Ｔ Ｓ)是比較好的選擇。