三、交流发电机基本工作原理
交流发电机是由转子和定子组成,转子是由永磁体或励磁绕组构成的,当水轮机或汽轮机带动发电机转子旋转时,转子磁极旋转,会对定子线圈辐射磁场,磁力线切割定子线圈,定子线圈中便会产生感应电动势,转子磁极转动一周就会使定子线圈产生相应的电动势(电压)。由于感应电动势的强弱与感应磁场的强度成正比,感应电动势的极性也与感应磁场的极性相对应。定子线圈所受到的感应磁场是正反向交替周期性变化的。转子磁极匀速转动时,感应磁场是按正弦规律变化的,发电机输出的电动势波形为正弦波形。
下图为发电机基本原理图,发电机定子线圈根据电磁感应原理产生电动势,当线圈受到变化磁场的作用时,即线圈切割磁力线便会产生感应磁场,感应磁场的方向与作用磁场方向相反。
1、单相交流电
交流电是由交流发电机产生的,交流发电机有产生单相交流电的机型和产生三相交流电的机型。
单相交流电在电路中具有单一交变的电压,该电压以一定的频率随时间变化,如下图所示。在单相交流发电机中,只有一个线圈绕制在铁心上构成定子,转子是永磁体,当其内部的定子和线圈为一组时,它所产生的感应电动势(电压)也为一组(相),由两条线进行传输。
2、两相交流电
在发电机内设有两组定子线圈互相垂直地分布在转子外围,如下图所示。转子旋转时,会在两组定子线圈各自产生一组感应电动势,这两组电动势之间有90°的相位差,这种电源称为两相电源,多用在自动化设备中。