由于电枢连续地旋转,,因此,必须使载流导体在磁场中所受到线圈边ab和cd交替地切割N极和S极下的磁力线,虽然每个线圈边和整个线圈中的感应电动势的方向是交变的.线圈内的感应电动势是一种交变电动势,而在电刷A,B端的电动势却为直流电动势(说得确切一些,是一种方向不变的脉振电动势)。因为,电枢在转动过程中,无论电枢转到什么位置,由于换向器配合电刷的换向作用,电刷A通过换向片所引出的电动势始终是切割N极磁力线的线圈边中的电动势,因此,电刷A始终有正极性。同样道理,电刷B始终有负极性,所以电刷端能引出方向不变的但大小变化的脉振电动势。如每极下的线圈数增多,可使脉振程度减小,就可获得直流电动势。这就是直流发电机的工作原理。同时也说明子直流发电机实质上是带有换向器的交流发电机。
从基本电磁情况来看,一台直流电机原则上既可工作为电动机运行,也可以作为发电机运行,只是约束的条件不同而已。在直流电机的两电刷端上,加上直流电压,将电能输入电枢,机械能从电机轴上输出,拖动生产机械,将电能转换成机械能而成为电动机,如用原动机拖动直流电机的电枢,而电刷上不加直流电压,则电刷端可以引出直流电动势作为直流电源,可输出电能,电机将机械能转换成电能而成为发电机。同一台电机,能作电动机或作发电机运行的这种原理.在电机理论中称为可逆原理。
汽轮发电机原理
蒸汽机利用高温高压的蒸汽膨胀做功,通过连杆、曲柄将活塞的往复运动转变为主轴的旋转运动,带动发电机发电。
蒸汽轮机是用蒸汽来推动轮机转动的,它运转的基本原理和常见的风车相似,蒸汽轮机是由一个中央很厚的钢盘及钢盘外沿有很多密排的叶片组成的主体结构。从锅炉里出来的高压过热蒸汽从喷嘴喷到叶片上时,轮机就转动起来,蒸汽速度越大,轮机转动得越快(也就是蒸汽的内能在喷射中变成蒸汽的动能,它的动能又转变为机轴旋转的机械能)。
水轮发电机原理
水轮发电机的安装结构形式通常由水轮机的型式确定。主要有以下几种型式:
1)卧式结构 卧式结构的水轮发电机通常有冲击式水轮机驱动。
2)立式结构 国产水轮发电机组广泛采用立式结构。立式水轮发电机组通常由混流式或轴流式水轮机驱动。立式结构又可分为悬式和伞式。发电机推力轴承位于转子上部的统称为悬式,位于转子下部的统称为伞式。
3)贯流式结构 贯流式水轮发电机组由贯流式水轮机驱动。贯流式水轮机是一种带有固定或可调转轮叶片的轴流式水轮机的特殊型式。它的主要特征是转轮轴线采取水平或倾斜布置,并与水轮机进水管和出水管水流方向一致。贯流式水轮发电机具有结构紧凑,重量轻的优点,广泛用于低水头的电站中。
风能发电机的原理
新型水冷式交流发电机原理和应用
水冷式交流发电机利用水来代替风扇进行冷却。交流发电机主要的发热部位是定子,水冷式交流发电机重点冷却部分就是定子及线圈绕组。发电机的前端盖和后端盖用铝材制造,开有水道槽。定子及线圈绕组用合成树脂固定密封,定子与转子之间有铝质围板与水道隔离。水道与进水管和出水管连通,进水管和出水管分别与发动机冷却水系统连通。
这样,当发动机运转时,冷却水在发动机水泵的带动下循环流动,通过发电机壳体,可以有效地冷却定子线圈绕组、定子铁芯,同时也冷却转子、内藏式调节器和轴承等其它发热零部件。
水冷式交流发电机与风冷式交流发电机相比,内部构造复杂了,防漏密封要求提高了,成本也会增加。同时因联接水管的问题,安装布置也受到诸多限制,自由度减少了。但是,水冷式交流发电机的发电及低噪声性能,是风冷式交流发电机无法比拟的。
首先,水冷式交流发电机具有良好的低速充电特性。我们知道,在交流发电机的电流特性曲线上有一个“拐点”,即超过所谓“0安培速度”之后才会有电流产生,电流上升到一定程度才能充电。在哪个转速以上才出现“拐点”和达到可充电电流与励磁电流的大小相关。
由于水冷式交流发电机大幅度抑制了定子、转子及调节器的温升,可以相应提高励磁电流,励磁电流越大输出电压也越高,因此当水冷式交流发电机低速转动时也会有良好的充电表现,这种低速充电性能对城市用车的正常使用相当重要。
第二,水冷式交流发电机具有低噪声。由于省略了风扇,所以不存在发电机风扇发出的噪声。据介绍在3500转/分时,水冷式交流发电机与风冷式交流发电机相比,噪声要低15分贝。
水冷式交流发电机的优点被看好,认为是汽车发电机的发展方向。有人认为在12伏特汽车中,2500瓦以下适宜用风冷式交流发电机,2500瓦以上或者42伏特电系适宜用水冷式交流发电机。