2-发电机原理及特性
同步发电机基本工作原理及运行特性
同步发电机基本工作原理及运行特性一、基本工作原理及结构同步发电机是利用电磁感应原理，将机械能转变为电能的装置。
所谓电磁感应就是导体切割磁力线的能产生感应电势，将导体连接成闭合回路，就有电流通过的现象。
导体镶嵌在铁芯的槽里，铁芯是固定不动的称为定于（静子）。
磁极是转动的，称为转子。
它是由励磁绕组和铁芯组成的。
励磁绕组通过滑环与外部励磁回路相连，定子和转子是发电机的基本组成部分。
那么，三相交流电是如何产生的呢？直流电通入转子绕组后，就产生了稳恒的磁场，沿定于铁芯内圆，每相隔120度，分别安放三相绕组A－X、B－Y、C－Z。
当转子被汽轮机拖动以3000r/min旋转时，定子绕组便切割磁力线，产生感应电势，感应电势的方向可由右手定则来确定。
由于转子产生的磁场是旋转磁场，所以定子绕组切割磁力线的方向不断变化，在其中感应的电势方向就不断变化，因而形成交变电势即交流电势。
交流电势的额定频率为f，它决定于发电机的极对数P和转速n，其计算公式为:f=np/60HZ，我国规定交流电的频率为50HZ。
即：p=1，n=3000r/min交流电势的相位关系：转子以3000r/min的转速不停地旋转A、B、C三相绕组先后切割转子磁场的磁力线，所以三相绕组中电势的相位是不同的，因为定子绕组在安放时，空间角度相差120°相序为A－B－C。
何为同步呢？当发电机并列带负荷后，三相绕组中的定子电流（电枢电流）将合成一个旋转磁场，交流磁场与转子同速度，同方向旋转，这就是同步。
二、同步发电机的运行特性同步发电机的运行特性，一般是指发电机的空载特性、短路特性、负载特性、外特性和调整特性等五种。
其中，外特性和调整特性是主要的运行特性，根据这些特性，运行人员可以判断发电机的运行状态是否正常，以便及时调整，保证高质量安全发电。
而空载特性、短路特性、负载特性则是检验发电机基本性能的特性，用于测量，计算发电机的各项基本参数。
1、外特性所谓外特性，就是励磁电流、转速、功率因数为常数的条件下，负荷变化时发电机端电压U的变化曲线。
初中物理发电机原理
初中物理发电机原理
发电机原理是指将机械能转化成电能的装置。
其基本原理是利用磁场和电路之间的相互作用来实现能量转换。
发电机由两大基本部分构成：导体和磁场。
导体是一个绕成线圈的金属导体，常用铜线制成。
而磁场则是通过永磁体或电磁体产生的。
当导体在磁场中运动时，由于导体中的自由电子受到磁场的作用，会发生电子的偏移和电荷的累积。
这样就形成了两端电位差，即电压。
导体绕成一个闭合的线圈后，当线圈转动时，导体和磁场之间的相互作用会使电荷开始在导线中流动，形成电流。
这个过程叫做感应现象。
发电机中的转子是通过外接动力源，如蒸汽机或水力发电站等，提供机械能来驱动的。
转子的旋转运动使导线切割磁力线，从而产生感应电流。
为了使电流连续不断地流动，发电机通常采用换向器或集电环来改变电流的方向。
这样导线就会不断地切割磁力线，产生交流电。
通过将感应电流导入电路中，就可以使用发电机产生的电能来推动各种电器设备的运转，实现电力的利用。
综上所述，发电机的工作原理是利用导线在磁场中运动时产生感应电流，通过电路将机械能转化为电能。
这种原理使得发电机在电力供应领域发挥了重要的作用。
发电机原理 物理
发电机原理物理
发电机是将机械能转化为电能的装置，其工作原理基于电磁感应现象。
下面是发电机的原理简述：
1. 磁场产生：发电机中需要通过一对永久磁体或者电磁铁来产生强大的磁场。
这些磁体或电磁铁会产生一个磁场，通常在轴心线附近形成一个磁场区域。
2. 导体回路：发电机中还需要一组导体回路，通常是由导线制成的线圈。
这些导体回路被安装在一个旋转的部件上，通常称之为转子。
导体回路可以是一组线圈或者只是一个导线。
3. 动磁场的相对运动：当转子旋转时，导体回路中的导线就会穿过磁场区域。
这种动与静之间的相对运动会引起导体回路中的自由电子受力，从而产生电流。
4. 电磁感应效应：根据电磁感应定律，导体回路中的电流的大小和方向取决于导线与磁场之间的相对运动速度。
当导线穿过磁场时，它们会受到一个力的作用，从而导致电子在导线内部移动。
5. 交流电输出：由于转子不断旋转，导体回路中就会产生交流电。
这时，通过连接导体回路两端的电路，就可以将交流电输出到外部负载上供电使用。
发电机的原理可以简单概括为：在磁场作用下，导体回路中的
导线运动会产生电磁感应效应，从而转化为交流电。
发电机通过这种方式将机械能转化为电能，实现电力的供应。
柴油发电机组的工作原理及特性
柴油发电机组的工作原理及特性本文探讨了柴油机的工作原理，发电机的工作原理，对柴油发电机组的主要性能指标进行了论述，为指导生产提供了理论依据。
标签：柴油机；工作原理；发电机；性能指标柴油发电机组是一种发电设备，以柴油等为燃料，以柴油机为原动机带动发电机发电的动力机械，主要包括三部分：柴油机、发电机和控制系统。
1柴油机的工作原理柴油机的基本结构由燃烧室组件、动力传递组件、机体和主轴承、配气机构、供油系统和调速器、润滑系统、冷却系统、起动系统构成。
柴油機必须经过进气、压缩、膨胀、排气四个热力过程即一个工作循环之后，才能恢复起始状态，使柴油机连续不断地产生机械功。
目前，柴油发电机组配置的柴油机都是四冲程柴油机，即柴油机活塞走完四个冲程完成一个工作循环。
2发电机的工作原理三相同步发电机的结构包括定子和转子两大部分，同步电机的定子又称电枢，包括机座、端盖、电枢铁芯、电枢绕组装置等部件。
转子包括转子铁芯、转子（励磁）绕组、风扇、转轴等部件[3]。
同步发电机的主磁场由直流励磁产生，直流电流流经转子线圈，产生磁场。
当转子由原动机带动旋转时，气隙中便形成一个转速为n 的旋转磁场，电枢线圈的导体将不断地被磁力线所切割，产生感应电势，感应电势的有效值为E。
接通负载后，在电枢绕组中流过感应电流，这个交变电流也在发电机的气隙产生一个旋转磁场，这个磁场称为电枢磁场，或称为定子磁场。
当主磁场由柴油机拖动旋转到一个新的位置时，电枢磁场也随之旋转到另一个位置。
转子会带动电枢磁场以同一转速旋转，两者时间保持同步，故称为同步发电机。
如果转子的极对数为p，则感应电势的频率 f 为：f =pn/60。
由于定子三相绕组在空间的位置是对称的，彼此相差120°电角度，所以，定子绕组切割磁力线时，将产生对称的三相感应电势。
感应电势的频率与同步发电机转速成正比，我国规定工频为50 赫兹，因此，同步发电机的转速与磁极对数之间，严格遵守反比关系，即转速越高，极对数越少，例如：二极发电机（p=1）n = 3000 转/分；四极发电机（p=2）n = 1500 转/分；六极发电机（p=3）n = 1000 转/分；电动钻机配套的柴油机的转速一般为1500 转/分，所以柴油发电机组一般选用四极发电机（p=2）。
2二、发电机运行原理及特性
短路时绕组的温升
考虑承受短路电流的原因是发电机有可能在断路器分断故障之前已经被损坏； 短路电流可以使发电机定子线圈快速过热；例如：
不平衡线－地（L－N）短路，短路电流是额定电流的7.5倍，假定定子初始温度大约为155°C；不到5 秒钟，定子温度可以升至300°C 在该温度条件下定子线圈将烧损。 不平衡线－线（L－L）短路，定子线圈温度升至300°C的时间要长几秒； 而三相平衡短路需要的时间更长。
主机磁场 (转子) 旋转二极管 机械旋转 动力输入
励磁机 转子 (电枢)
自励AVR控制系统
旋转整流装置 励磁机磁场 主机定子 线圈 风扇 机座
N
轴承 N
S 励磁机转子 S
轴伸
主机转子(磁场)
电压感应 功率输入 AVR
电源引出
稳态电压调整率 +/- 1%
变压器励磁控制系统
旋转整流装置 励磁机磁场 主机定子 线圈 风扇 机座
OPT(PMG) OPT(PMG) OPT(PMG)
STD STD
AVR 的 运 行 性 能
SA465
电压调整率 检测 欠速时的降压保护(带发光二级管显示) 负责接受特性 (LAF) 50/60Hz 选择 电话干扰等级(标准) 短路过电流能力 并联运行 可选择人工微调器 可选择功率因数控制 过电压保护 电压下降恢复控制
产品的功率范围
产品 2极 kW 4极 kW 6极 kW
Markon
BC16 BC18 UC22
0.6 - 7.5
10 - 25 24 - 37.5 -
6 - 16 18 - 30 34 - 83
-
UC27
HC4 HC5
-
汽车发电机工作原理PPT通用课件
第二章、交流发电机及调节器
三、整流器 （教材P25）
整流器是将交流电转换成直 流电的一种装置，在车用发电机 中，一般采用三相桥式整流电路 作整流器。
上海师范大学
第二章、交流发电机及调节器
整流器一般有以下四种形式：
普 通 型
中 性 点 二 极 管 型
上海师范大学
第二章、交流发电机及调节器
第二章、交流发电机及调节器
主要内容
交流发电机的构造 交流发电机的工作原理 交流发电机的工作特性 交流发电机的调节器 交流发电机的使用与维护 发电机与充电系统的测试 充电系统的常见故障
上海师范大学
第二章、交流发电机及调节器
发电机是汽车用电设备的主要电源。在汽车正 常运行期间，发电机向除起动机之外的其它用电设 备供电，并Ｕ随输出电流
Ｉ的变化规律。
当发电机在高速旋转
时，如果突然失去负载， 端电压将瞬时增大，整流 器及调节器中的电子元件 造成损坏。
上海师范大学
在转速一定时，端电 压随输出电流的增加而下 降，当输出电流超过一定 值后，电压和电流同时下 降（拐点处）。
第二章、交流发电机及调节器
集成电路电压调节器由于体积小，目前都装 于发电机内，成为整体式交流发电机。
上海师范大学
第二章、交流发电机及调节器
通用公司（GM）用集成电路调节器
P—半波整流 接线柱
L—充电指示 灯接线柱
F—磁场绕组 电压监视 接线柱
S—蓄电池电 压监视接 线柱
上海师范大学
第二章、交流发电机及调节器
集成电路电压调节器利用改变磁场电流的占 空比，来改变发电机的输出电压。
上海师范大学
第二章、交流发电机及调节器
④用数字万用表的直流电压档测量发电机的外 壳与蓄电池的负极端之间的电压降（如图所示）， 正常电压值为≤0.3V。如果超过0.3V，说明导线连 接松动，连接点的电阻大。
发电机组工作原理
发电机组工作原理发电机组是一种将机械能转化为电能的设备，其工作原理基于电磁感应现象和法拉第电磁感应定律。
通过转动磁场和导体之间的相对运动，产生电磁感应电动势，从而实现能量转换。
发电机组主要由旋转部分和固定部分组成。
旋转部分包括转子和励磁器，固定部分包括定子和输出端。
转子是发电机组中的旋转部分，通常由导体绕组和磁铁构成。
励磁器通过连接至外部电源，提供稳定的电流来激发磁力。
当转子旋转时，励磁器产生磁场，使得转子上的导体绕组与磁场发生相对运动。
定子是发电机组中的固定部分，通常由多个线圈组成。
线圈通过分布在定子上的导线与转子上的导体绕组相连。
当转子旋转时，导体绕组在转子内产生感应电动势，导致线圈上的电流流动。
根据法拉第电磁感应定律，线圈上的电流和感应电动势呈正比。
输出端是发电机组的电能输出部分。
线圈上的电流通过输出端口，供给外部电路使用。
为了产生稳定的电压和频率输出，发电机组通常连接到调压器和调频器，对输出电流进行调整。
发电机组的工作过程可以简述如下：1.励磁器通过连接至外部电源，产生磁场；2.转子启动旋转，使得转子上的导体绕组与磁场发生相对运动；3.相对运动产生感应电动势，导致导体绕组中的电流流动；4.导体绕组中的电流通过连接至输出端的导线，供给外部电路使用；5.调压器和调频器对输出电流进行调整，产生稳定的电压和频率输出。
需要注意的是，发电机组的效率受多种因素影响，包括转子的形状、励磁器的设计、线圈的导线材料等。
为了提高效率，可以采用更先进的设计和材料，并进行有效的散热管理。
总的来说，发电机组通过电磁感应现象将机械能转化为电能，为人们提供了可靠的能源供应。
随着技术的不断发展，发电机组的效率和可靠性将会进一步提高，为社会经济发展和生活提供更强大的支持。
发电机的工作原理
发电机的工作原理
发电机是将机械能转换为电能的设备，广泛应用于发电厂、风力发电、水力发
电等领域。
发电机的工作原理基于电磁感应现象，下面将介绍发电机的基本工作原理及其运行过程。
1. 电磁感应原理
电磁感应是指在导体中或周围变化的磁场下会产生感应电动势的现象。
法拉第
电磁感应定律说明了磁感应线圈中的电流可产生磁场，这种相互影响的作用使得发电机得以运作。
2. 发电机的基本结构
发电机一般由定子和转子两部分组成。
定子是固定的，包裹着电线圈，而转子
则是旋转的，通常由电刷与电枢组成。
当转子旋转时，磁场与导体的相对运动就会引起感应电动势。
3. 发电机的工作过程
1.磁场产生：发电机中通过通电的电磁铁或永磁体产生一个稳定的磁
场。
2.旋转导致感应：转子开始旋转，导致与磁场相互作用，使得导体中
产生感应电动势。
3.电路闭合：当导体两端接通负载电路时，电流开始在导体中流动，
负载得以供电。
4.能量转换：机械能转换为电能，负载得到所需的电力。
4. 发电机的类型
根据不同的工作原理和结构，发电机可分为交流发电机和直流发电机。
交流发
电机常用于大型发电厂，而直流发电机则用于小型发电设备和特定场合。
5. 发电机的应用
发电机广泛应用于发电领域，包括水力发电、风力发电、核电站等。
此外，在
船舶、飞机等移动设备中也常见发电机用于供电。
通过以上介绍，我们可以了解到发电机是如何利用电磁感应原理将机械能转换
为电能的。
发电机作为重要的能源转换设备，在现代社会中发挥着不可替代的作用。
发电机的工作原理初三简述
发电机的工作原理初三简述
发电机是一种电动机，其基本原理是将机械能转化为电能的装置。
在很多领域，我们都会用到发电机，比如发电厂、风力发电等。
那么，发电机是如何工作的呢？
1.发电机的基本构造
发电机由定子和转子两部分组成。
定子是固定的部分，通常是一个铁芯，上面
绕有许多匝数的线圈。
而转子则是转动的部分，也包括一个铁芯和线圈。
2.发电机的工作原理
当发电机的转子受到外部力的作用，开始旋转时，通过转子上的线圈在磁场中
运动。
这时，根据法拉第电磁感应定律，线圈在磁场中运动时会产生感应电动势，从而在定子上产生感应电流。
3.工作原理的详细说明
具体来说，当转子旋转时，磁场会切割定子线圈，即磁通量发生变化。
根据法
拉第电磁感应定律，磁通量发生变化就会在线圈中产生感应电动势。
4.产生交流电
现在的发电机一般都是交流发电机，因为交流电容易传输，而且可以利用变压
器变换电压。
因此，通过转子在磁场中的旋转产生的感应电动势就是交流电。
5.总结
发电机的工作原理其实就是利用电磁感应的原理，将机械能转化为电能。
通过
线圈在磁场中运动产生的感应电动势，最终在外部电路中产生电流，实现了发电的过程。
通过以上对发电机的工作原理的初步了解，我们可以更加深入地学习电动机的
原理和应用，也可以更好地理解电力的产生和传输过程。
希望这篇简要介绍对你有所帮助。
交流发电机工作原理及特性
交流发电机工作原理及特性发电机是将机械能转化为电能的装置，其工作原理是根据电磁感应定律。
根据法拉第电磁感应定律，当磁场的变化穿过一个闭合线圈时，线圈内就会产生感应电流。
发电机主要由以下几个部分组成：旋转部分、磁场部分和定子部分。
旋转部分是由转子和轴组成，负责产生机械能。
磁场部分由磁极和磁场线圈组成，负责产生磁场。
转子和磁场部分通过轴连接在一起，使转子可以旋转。
定子部分由定子线圈和定子铁心组成，定子线圈和转子之间存在一个空隙，转子在旋转过程中通过转动磁极产生的磁场线穿过定子线圈，从而产生感应电流。
当转子旋转时，磁场随之改变，产生的磁力线穿过定子线圈，导致定子线圈中的感应电流产生变化。
根据楞次定律，感应电流会产生一个与变化磁场相反的磁场，从而在定子上产生一个与磁场方向相反的磁力。
根据洛伦兹力定律，这个磁力会迫使电子在导体中移动，从而产生电流。
这样，通过转子旋转产生的磁场的变化，最终使得定子线圈中产生了电流，实现了将机械能转化为电能。
发电机的特性主要有以下几个方面。
首先是电压和电流的关系。
根据发电机的设计和负载的不同，可以调整电压和电流的大小。
其次是稳定性。
发电机在工作过程中应该保持稳定的电压和频率输出，以满足负载需求。
第三是发电机的效率。
效率是指发电机从输入的机械能中产生多少电能，通常用百分比表示。
高效率的发电机能够更好地利用输入的机械能，减少能源的浪费。
第四是负载特性。
发电机的负载特性是指发电机在不同负载条件下电压和电流的变化情况。
正常工作的发电机应该能够在不同负载条件下保持稳定的输出电压和电流。
最后是启动特性。
发电机在启动过程中，需要消耗一定的能量来克服惯性和摩擦力的阻力，在启动时电压和电流可能会不稳定，需要通过稳压器等设备进行调节。
总之，发电机通过电磁感应的原理将机械能转化为电能，并具有电压和电流调节、稳定性、效率、负载特性和启动特性等特性。
发电机作为能源转换的关键设备，在工业生产和日常生活中有着广泛的应用。
2MW发电机介绍
三、结构
END! Thanks！
发电机能量流：
P2 P1 p P1 ( pCu1 pFe pCu 2 pmec pad )
基本特性（三相）：
T
Pmec P 9550 mec N
PN 3U N I N cos nN 60 f p n n s N nN
3.双馈发电机 结构上 绕线电机无区别（转子交变 硅钢 绝缘） 应用上 定子接电源，转子串电阻（接电源） 双馈： 控制转子侧逆变器输出 频率/电压 调整转子力矩 控制电磁转矩 （目标定子690V 50HZ） 定子接电网，电网（强势电压源U f） 编码器测转速，转子磁场位置，转子实际需要的电压及频率 转子侧逆变器电流相位幅值，电网定子相位有关，调节定子无功（cosφ） 定转子磁场匹配，电流幅值频率，达到平衡，发电 定转子功率分配，转差率s,亚同步/超同步，功率流向，P2=sPM 无论转子转速如何，定转子基波磁动势没有相对运动，定转子频率不同，需折算（功率损耗 不变） 等效电路图和矢量图清晰反映各量关系，E1和E2永远同相位，E和Φ(纽带)始终90°
异步机基本的固有机械特性 但在双馈机中有所变化（U2 的加入） 转矩特性发生变化
交流发电机的工作原理与特性
交流发电机的工作原理与特性发电机是将机械能转化为电能的设备。
它是现代工业、生活中不可缺少的一种设备，广泛应用于发电厂、矿山、工厂、农田和家庭等各个领域。
本文将详细介绍发电机的工作原理和特性。
发电机的工作原理是基于法拉第电磁感应定律。
当导体在磁场中运动时，会在导体两端产生感应电动势。
发电机利用这个原理，通过机械能产生的转动力矩来驱动导体在磁场中运动，从而产生电动势。
发电机一般由固定的磁铁组成磁极，和固定的线圈组成励磁线圈。
励磁线圈产生的磁场会在转子上感应出感应电动势，然后输出至外部负载。
发电机的核心部件是转子和定子。
转子是由一组导体组成的线圈，通过机械力使其转动。
定子由导线绕制的线圈组成，固定在电机上。
当转子转动时，导体切割磁场产生感应电动势，并通过线圈输出。
发电机的特性体现在以下几个方面：1.额定功率：发电机的额定功率是指在额定转速下能够连续工作的功率。
发电机的额定功率一般由制造商根据设计和实验确定，是发电机运行的基本参数之一2.额定电压：发电机的额定电压是指在额定功率和额定负载下的输出电压。
额定电压一般为交流电，根据不同的国家和地区，额定电压的标准也有所不同。
3.输出稳定性：发电机的输出稳定性是指在额定负载下输出电压的波动程度。
输出稳定性好的发电机可以保证电器设备的正常运行，避免因电压不稳定导致的设备损坏。
4.效率：发电机的效率是指输入机械能与输出电能之间的转化效率。
高效率发电机的能量损失较小，可以减少能源浪费，提高能源利用效率。
5.起动特性：发电机的起动特性是指启动时所需要的转动力矩和时间。
发电机的起动特性直接影响到发电机的可靠性和使用方便性。
6.维护和保养：发电机的维护和保养是发电机正常运行的基础。
定期保养可以延长发电机的使用寿命，保证其性能和工作稳定。
总之，发电机是将机械能转化为电能的设备，工作原理基于法拉第电磁感应定律。
发电机的特性包括额定功率、额定电压、输出稳定性、效率、起动特性和维护保养等。
2.2 汽车供电系统__交流发电机
汽车电器与电子控制技术
三相绕组的连接方法可分为 星形连接和三角形连接两种。
星形连接是每相绕组的一根 线头都接至公共接点，另外 三根线头分叉成Y形。
所以，星形连接又称Y形 连接。星形连接有低速发 电性能好的优点，所以目 前车用发电机多采用星形 连接。
定子绕组的连接方法（星形连接）
南昌大学·机电工程学院·汽车工程系 曹铭
+输出
南昌大学·机电工程学院·汽车工程系 曹铭
汽车电器与电子控制技术
• The alternator contains:
• A rotating field winding called the rotor.
• 转子 • A stationary induction winding called
the stator. • 定子 • A diode assembly called the rectifier
Slip Rings (part of the Rotor Assembly) 滑环
The Brushes conduct current to the rotor field winding.
The Rectifier Bridge converts AC voltage to DC voltage.
“IG” Terminal
Ignition Switch Signal Turns Regulator ON
点火开关信号启动调节器
“B” Terminal
Alternator Output Terminal to Battery
南昌大学·机电工程学院·汽车工程系 曹铭
汽车电器与电子控制技术
Charging System Circuit
双馈电机的原理及特点
其中:ωr是转子旋转角频率;
ω1是定子电流形成的旋转磁场的角频率;
ω2是转子电流形成的旋转磁场的角频率。
由此可得转子供电频率f2＝s?f1，此时定转子旋转磁场均以同步速n1旋转，两者保持相对静止。
与同步电机相比，双馈电机励磁可调量有三个:一是与同步电机一样，可以调节励磁电流的幅值;二是可以改变励磁电流的频率；三是可以改变励磁电流的相位。通过改变励磁频率，可调节转速。这样在负荷突然变化时，迅速改变电机的转速，充分利用转子的动能，释放和吸收负荷，对电网的扰动远比常规电机小。另外，通过调节转子励磁电流的幅值和相位，可达到调节有功功率和无功功率的目的。而同步电机的可调量只有一个，即励磁电流的幅值，所以调节同步电机的励磁一般只能对无功功率进行补偿。与之不同的是双馈电机的励磁除了可以调节电流幅值外，亦可以调节其相位，当转子电流的相位改变时，由转子电流产生的转子磁场在气隙空间的位置就产生一个位移，改变了双馈电机电势与电网电压向量的相对位置，也就改变了电机的功率角。所以双馈电机不仅可调节无功功率，也可调节有功功率。一般来说，当电机吸收电网的无功功率时，往往功率角变大，使电机的稳定性下降。而双馈电机却可通过调节励磁电流的相位，减小机组的功率角，使机组运行的稳定性提高，从而可多吸收无功功率，克服由于晚间负荷下降，电网电压过高的困难。与之相比，异步发电机却因需从电网吸收无功的励磁电流，与电网并列运行后，造成电网的功率因数变坏。所以双馈电机较同步电机和异步电机都有着更加优越的运行性能。
1) 运行于变速恒频方式;
2) 运行于无功大范围调节的方式;
3) 运行于发电-电动方式。
二、双馈异步发电机与同步发电机的比较
随着电力系统输电电压的提高,线路的增长, 当线路的传输功率低于自然功率时,线路和电站将出现持续的工频过电压.为改善系统的运行特性, 不少技术先进的国家,在16世纪初开始研究异步发电机在大电力系统中的应用问题,并认为系统采用异步发电机后,可提高系统的稳定性, 可靠性和运行的经济性.
双馈异步发电机的工作原理
双馈异步发电机的工作原理众所周知，同步发电机在稳态运行时，其输出端电压的频率与发电机的极对数及发电机转子的转速有着固定的关系，即f =pn/60 （1）式中 f――发电机输出电压频率，H Z；p――发电机的极对数；N――发电机旋转速度，r/min。
显而易见，在发电机转子变速运行时，同步发电机不可能发出恒频电能。
由电机结构知，绕线转子异步电动机，在三相对称转子绕组中通入三相对称交流电，，则将在电机气隙中产生旋转磁场，此旋转磁场的转速与所通入的交流电的频率及电机的极对数有关，即n2 =60f2 /p （2）式中， n2为绕线转子异步发电机转子的三相对称绕组通入频率为f2的三相对称电流后所产生的旋转磁场相对于转子本身的旋转速度，r/min；p为绕线转子异步电机的极对数；f2为绕线转子异步电机转子三相绕组通入三相对称交流电频率，H Z。
从式（2）中可知，改变频率f2，即可改变n2，而且若改变通入转子三相电流的相序，还可以改变此转子旋转磁场的转向。
因此，若设n1为对应于电网频率为50H Z（f1=50H Z）时异步电动机的同步转速，而n为异步电机转子本身的旋转速度，则只要维持n±n2= n1=常数，见式（3），则异步电机定子绕组的感应电势，如同在同步发电机时一样，其频率将始终维持为f1不变。
n±n2= n1=常数（3）异步电机的滑差率s= n1－n/ n1，则异步电机转子三相绕组内通入的电流频率应为f2＝p n2/60＝p(n1－n)/60＝pn1/60×n1－n/ n1= f1s (4)结论：公式（4）表明，在异步电机转子以变化的转速转动时，只要在转子的三相对称绕组中通入滑差频率（即f1s）的电流，则在异步电机的定子绕组中就能产生50H Z的恒频电势。
第二章双馈风力发电机的原理及设计ppt课件
严格执行突发事件上报制度、校外活 动报批 制度等 相关规 章制度 。做到 及时发 现、制 止、汇 报并处 理各类 违纪行 为或突 发事件 。
2.4双馈电机的额定功率
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2.3 双馈异步发电机运行特点
双馈异步发电机的结构与绕线式异步电动机 完全相同，定转子都具有三相对称绕组。但在 运行上具有以下两个特点： 1）、双励磁
定子绕组与电网相联，接受电网励磁使电 机运行在异步状态。转子绕组与变频器相联， 接受由变频器提供的交流励磁，使电机运行在 同步状态。 2）、双反馈
的核心技术 2.3 双馈异步发电机运行特点 2.4双馈电机的额定功率
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2.1 交流励磁变速恒频发电
交流励磁变速恒频发电是20世纪末发展起 来的一种全新高效的发电方式，适用于风力、 潮汐等可再生能源的开发利用，尤其在风力发 电中得到广发应用。伴随着电力电子技术、交 流调速理论、矢量控制理论和现代微机控制技 术的不断发展和完善，风力发电技术日趋成熟， 风力发电机单机容量不断增大，发电质量不断 提高，已成为一种安全可靠的能源，具备了大 规模开发的条件。
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二对极三相异步电机
二对极三相异步电机二对极三相异步电机是一种常见的电动机类型，被广泛应用于工业和商业领域。
它具有简单、可靠、高效的特点，适用于各种负载和运行条件。
一、工作原理二对极三相异步电机的工作原理基于旋转磁场的产生和相对运动原理。
它由一个定子和一个转子组成。
定子上绕制有三相绕组，通过外部电源供给三相交流电。
当电流通过定子绕组时，会在定子内产生一个旋转磁场。
转子是由导体条或铜棒组成的，与定子的磁场相互作用。
当定子的旋转磁场与转子的导体条或铜棒相互作用时，会在转子中产生感应电动势。
根据感应电动势的方向，转子会受到一个力矩，开始旋转。
由于转子的旋转速度略低于定子旋转磁场的同步速度，因此称为“异步电机”。
转子的运动会不断改变转子导体条或铜棒与定子磁场的相对位置，从而产生一个持续的力矩和转动。
二、结构二对极三相异步电机的结构相对简单，通常由以下几个主要部分组成：1. 定子：定子是电机的固定部分，由铁芯和绕组组成。
定子绕组通常由三相绕组构成，每个绕组均延绕在定子的齿槽中。
定子铁芯的作用是集中磁场并提供磁路。
2. 转子：转子是电机的旋转部分，通常由导体条或铜棒构成。
转子通常通过轴承支撑，可以在定子内部自由旋转。
转子的导体条或铜棒与定子的旋转磁场相互作用，从而产生转动。
3. 端环：转子上的端环用于连接转子的导体条或铜棒，形成一个闭合回路，使电流能够在转子中流动。
4. 轴承：轴承用于支撑转子并减少摩擦损失。
通常使用滚动轴承或滑动轴承。
5. 散热器：电机的散热器用于散发电机产生的热量，保持电机在正常工作温度范围内。
三、应用二对极三相异步电机在各个领域都有广泛的应用，包括但不限于以下几个方面：1. 工业应用：异步电机广泛应用于各种工业机械设备，如压缩机、泵、风机、风力发电机组等。
它们具有高效、可靠、耐用等特点，适用于各种负载和工作条件。
2. 交通运输：异步电机在交通运输领域也得到广泛应用，如电动汽车、电动火车、电动船舶等。
它们能够提供高效的动力输出，并且对环境友好。
发电机的工作原理
发电机的工作原理基于电磁感应定律和电磁力定律。
因此，其构造的一般原则是：用适当的导磁和导电材料构成相互进行电磁感应的磁路和电路，以产生电磁功率，达到能量转换的目的。
L发电机的分类可归纳如下：发电机分：直流发电机和沟通发电机沟通发电机分：同步发电机和异步发电机（很少采纳）沟通发电机还可分为单相发电机与三相发电机。
2 .发电机结构及工作原理发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。
定子由定子铁芯、线包绕组、机座以及固定这些部分的其他结构件组成。
转子由转子铁芯（或磁极、磁扼）绕组、护环、中心环、滑环、风扇及转轴等部件组成。
由轴承及端盖将发电机的定子，转子连接组装起来，使转子能在定子中旋转，做切割磁力线的运动，从而产生感应电势，通过接线端子引出，接在回路中，便产生了电流。
柴油发电机工作原理柴油机驱动发电机运转，将柴油的能量转化为电能。
在柴油机汽缸内，经过空气滤清器过滤后的干净空气与喷油嘴喷射出的高压雾化柴油充分混合，在活塞上行的挤压下，体积缩小，温度快速上升，达到柴油的燃点。
柴油被点燃，混合气体猛烈燃烧，体积快速膨胀，推动活塞下行，称为‘作功各汽缸按肯定挨次依次作功，作用在活塞上的推力经过连杆变成了推动曲轴转动的力气，从而带动曲轴旋转。
将无刷同步沟通发电机与柴油机曲轴同轴安装，就可以采用柴油机的旋转带动发电机的转子，采用‘电磁感应'原理，发电机就会输出感应电动势，经闭合的负载回路就能产生电流。
这里只描述发电机组最基本的工作原理。
要想得到可使用的、稳定的电力输出，还需要一系列的柴油机和发电机掌握、爱护器件和回路。
汽油发电机原理汽油机驱动发电机运转，将汽油的能量转化为电能。
在汽油机汽缸内，混合气体猛烈燃烧，体积快速膨胀，推动活塞下行作功。
各汽缸按肯定挨次依次作功，作用在活塞上的推力经过连杆变成了推动曲轴转动的力气，从而带动曲轴旋转。
将无刷同步沟通发电机与汽油机曲轴同轴安装，就可以采用汽油机的旋转带动发电机的转子，采用‘电磁感应’原理，发电机就会输出感应电动势，经闭合的负载回路就能产生电流。
发电机原理、结构及主要零部件功能简介-∷北京奥博汽车电子
整体式交流发电机工作原理、结构及主要零部件的功能简介一、概述发电机是汽车的主要电源，其功用是在发动机正常运转时，向除启动机外的所有用电设备供电，同时给蓄电池充电，汽车用发电机可分为直流发电机和交流发电机，由于交流发电机的性能在许多方面优于直流发电机，直流发电机已被淘汰。
目前汽车采用三相交流发电机，内部带有二极管整流电路，将交流电整流为直流电，所以，汽车交流发电机输出的是直流电。
交流发电机必须配装电压调节器，电压调节器对发电机的输出电压进行控制，使其保持根本恒定，以满足汽车用电器的需求。
二、交流发电机的分类一、交流发电机的分类〔1〕普通交流发电机。
这种发电机即无特殊装置，也无特殊功能特点，使用时需要配装电压调节器。
〔2〕整体式交流发电机，发电机和调节器制成一个整体的发电机。
〔3〕带泵的交流发电机。
发电机和汽车制动系统用真空助力泵安装在一起的发电机。
〔4〕无刷交流发电机，不需要电刷的发电机。
〔5〕永磁交流发电机，转子磁极为永磁铁制成的发电机我们的产品主要以整体式交流发电机、带泵交流发电机为主。
2、按输出电压分为14V和28V两大类3、按发电机的输出电流分有很多种，我们的产品主要有25A、35A、55A、70A、75A、80A、90A、100A、110A、120A、140A、150A等。
三、交流发电机的型号根据中华人民共和国汽车行业标准QC/T73-93?汽车电器设备产品型号编制方法?的规定，汽车交流发电机型号组成如下：1. 产品代号产品代号用中文字母表示，例：JF——普通交流发电机JFZ——整体式〔内置调节器〕交流发电机JFB——带泵的交流发电机JFW——无刷交流发电机2. 电压等级代号电压等级代号用一位阿拉伯数字表示，例：1表示12V系统，2表示24V系统，6表示6V系统。
3. 变形代号变形代号现在主要为各生产厂根据自己的情况进行编排，没有固定的代号。
例：JFZ2972为28V整体式交流发电机JFZB1990为14V整体式带泵交流发电机四、整体交流发电机的工作原理1. 工作原理当外电路通过电刷使励磁绕组通电时，便产生磁场，使爪极被磁化为N极和S极。
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电源引出
稳态电压调整率 +/- 1%
内部培训
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变压器励磁控制系统
旋转整流装置
励磁机磁场
主机定子
线圈 风扇
机座
N
轴承
N
S
轴伸
励磁机转子
S
主机转子(磁场)
变压器控制系统
电源引出
稳态电压调整调整率+/- 5%
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新时代产品范围
The small machine range available from 0.6 to 10 kVA. The HC 4 - 7 range available from 250 to 2000 kVA. The MV7 range of available from 1000 to 1750 kVA. (Medium Voltage)
同步发电机工作原理
• 利用磁场与导体之间的相对运动而使导体感应产生电 动势发出电能。 • 在定子铁心的槽内放置导线，导线按一定规律联成绕 组；转子上装有磁极和激磁绕组。当激磁绕组通以直 流电流后，电机内就会产生磁场。转动转子，则磁场 与定子导线之间有相对运动，就会在定子导线中感应 出交流电势。交流电势的频率 f 取决于电机极对数 p 和转子转速 n。
永磁发电机转子和永磁体定子
内部培训
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电磁场概念
• 电荷：物质的固有属性之一。 • 电量守恒定律：电荷在转移前后，其总电量不变。 • 电场：电荷周围空间存在的一种特殊物质。 • 磁场：电流周围空间存在的一种特殊物质。
• 发电机的磁极结构可分为凸极式和隐极式。隐极式转子为圆 柱形，与定子间气隙是均匀的，无明显磁极。凸极式转子有 明显的磁极，南、北极相间排列，气隙不均匀，极弧低下气 隙小，极间部分气隙大。 • 转子直径受到离心力的影响，有一定限制。隐极发电机适用 于高速结构；为了增加容量，只能增加转子的长度。凸极发 电机适用于中、低转速结构。
陆用 船用 机座号
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极数
轴承数
铁芯长度
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同步发电机的基本结构
• 交流发电机的基本结构形式分为旋转电枢式和旋转磁场式。 旋转电枢绕组发出的电能一般采用电刷和滑环来引接，所以 不易引接出大电流，并容易产生火花及磨损。只适用于小容 量、低电压交流发电机。 • 一般交流发电机采用旋转磁场式结构。
内部培训
励磁机 转子 (电枢) 永磁机磁场 (转子)
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自励AVR控制系统
励磁机磁场 旋转整流装置 主机定子
线圈
风扇
机座
N 轴承 N
S 励磁机转子 S
轴伸
主机转子(磁场)
电压感应 功率输入 AVR
f = p × n/60 (Hz)
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同步发电机的基本结构
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同步电机的磁路
• 电场与磁场共同存在。
• 变化的电场可以产生磁场；变化的磁场可以产生电场。 • 电磁感应定律：当穿过任何闭合回路所界定面积中的磁通量 发生变化时，在回路中产生的感应电动势等于该磁通量对时 间的变化率的负值：
e = －dF / dt
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(V)
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• 考虑承受短路电流的原因是发电机有可能在断路器分断故障之前已经被损坏； • 短路电流可以使发电机定子线圈快速过热；例如： – 不平衡线－地（L－N）短路，短路电流是额定电流的7.5倍，假定定子初 始温度大约为155°C；不到5秒钟，定子温度可以升至300°C – 在该温度条件下定子线圈将烧损。 – 不平衡线－线（L－L）短路，定子线圈温度升至300°C的时间要长几秒； – 而三相平衡短路需要的时间更长。
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永磁机励磁的AVR控制系统
主要特点
极小的调整率
N
主要特点
负载减荷
N
并联运行
可装功率因数控制器
N S
低无线电干扰
永恒磁励 频繁启动
S
S
3倍短路电流 过压保护 过磁保护
功率 输入
AVR
波形畸变免疫 电压感应 3 相感应
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STAMFORD发电机型号
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产 品 型 号 说 明
I
型号
控制系统 MX341/ MX321 SX440/ SX421
从主定子来 的交流电源 和传感信号 （2相或3相 感应）
轴承 轴
PMG提供电 源给AVR（安 装时）
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整流模块
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主定子和转子
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稳态电压调整率 +/- 0.5% RMS
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发电机的不对称运行
• 电机参数对不对称运行的影响 – 发电机的不对称运行使端电压出现负序和零序分量。其大小与不对称电流大 小有关，与发电机的负序阻抗和零序阻抗有关。 – 增加阻尼绕组可以减小负序磁通，提高端电压对称程度 • 不对称运行对电机的影响 – 同步发电机带不对称负载时，定子绕组会产生飞转的旋转磁场，在转子本体 和转子绕组产生感应电势、电流和损耗；使励磁绕组散热困难。 – 负序磁场对电机转子产生热破坏作用。
UC27 HC4
-
34 - 83
80 - 204 200 - 380
224 - 570 560 - 1300
HC5
HC6/LV6 HC7
-
360 - 660
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辅助绕组励磁的AVR控制系统
旋转整流装置 励磁机磁场 主机定子 线圈 风扇 机座 N 轴承 N
S
轴伸
励磁机转子
S 主机转子(磁场)
电压感应 功率输入 AVR
电源引出
稳态电压调整率 +/- 1%
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产品的功率范围
产品
Markon BC16 BC18 2极 kW 0.6 - 7.5 10 - 25 24 - 37.5 4极 kW 6 - 16 18 - 30 6极 kW -
UC22
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同步发电机的短路特性I
• 流过发电机的故障电流取决于发电机的电抗，励磁系统和发电机与故障点之间 网络的电抗。 • 远离发电机发生的故障电流大于线路额定电流，促使线路保护装置动作。而靠 近发电机端子的故障电流对于供电网络来说，与额定电流等级相同，所以取决 于发电机电抗和励磁系统。
The BC 16/18 range available from 5 to 40 kVA. The UC 22/27 range available from 40 to 230 kVA.
The Power Products range available from 2000 kVA to 4150 kVA. (Low, Medium & High Voltage)
– 定子的稳态不对称电流可以比定子额定电流小，对定子温升影响不大。但可 以烧损转子。
– 发电机的瞬态短路电流冲击可能是额定电流的十倍。冲击电流产生的机械力 可以损坏电枢绕组。
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短路时绕组的温升
极弧系数P=0.68－0.72 气隙比值max/min=1.3－1.8
气隙分布接近正弦波形状
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自 励 (系列4)
电力输出 电力
检测
输出
A.V.R.
励磁机磁场 (定子)
主机定子Βιβλιοθήκη 主机磁场 ( 转子 )内部培训