发电机的由来及发展

论文

标题：发电机的由来及发展

作者：

工作单位：华能营口电厂

地址：辽宁省营口市鲅鱼圈区

关健词：直流电、交流电、交流输送、直流输送、清洁能源、可再生能源

摘要

目地：

现代生活一点也离不开电。电灯、电视、电话、电冰箱、电梯等等，都要用电。现代工农业生产少不了电，现代科学技术离不开电，电的作用变得越来越大，它渗透到人类生活的每一个角落。对于人类来说，电是如此的重要，又是如此的神奇，为促进电力发展，提高运行、维护水平，特此论文；

方法：本文从电发明、直流发电机、交流发电机原理、直流电、交流输送优缺点，清洁能源发电、可再生能源发电等各方面进行阐述，使读者对当代电力系统的发展有个清晰的认识。

结果：绿色、清洁、可再生发电是电力发展的方向，但目前的科技能力，火电还将相当长时间占主导地位，走多种能源齐头并进，高效、节能是我们火力发电厂的发展方向。

参考文献：中国电力百科全书.水利发电卷

中国电力年鉴(2000) 2000.12

中国水力发电工程2000.9

最新风力发电新技术开发与发电工程中国科技出版社作者简介：

2010-11-25

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一、发电机的发明、由来，最初的发电机直流发电机

发电机的由来---发电机的发明要从1831年英国科学家法拉第发现电磁感应的作用说起，这是人类打开电能宝库的匙。1832年法国人皮克斯制出了世界上最早的手摇式发电机。在靠近可以旋转的U型磁铁处，装上两个绕在软铁芯上的线圈，分别对准磁铁的两极。摇转磁铁时，线圈导线中就感应出交流电。每当磁铁转半周，线圈对应的磁极就改变一次，电流方向也跟着改变。后来，皮克斯在磁铁的转轴上加装了两片开的筒形金属板，由线圈引出的导线分别与两筒形板接触，这便是整流子，它可使输出的电流方向不变。

1867年德国的韦纳·西门子发现用电磁铁代替永久磁铁，同样可以发电。电磁铁的铁芯，在不通电流时，也还残留有微弱的磁性，当转动时，利用微磁发出电流，再反馈给电磁铁也就能产生出强磁性，同一时期，英国人瓦利惠通斯也发表了与西门子相同的理论。

西门子兄弟四人都是出色的发明家，长兄韦纳，老二威廉，老三弗里德里希，老四卡尔。虽然西门子家境贫寒，但四兄弟学业刻苦，事业勤奋。1847年韦纳同机械工哈尔斯克一起开办了一个小电信机工厂。此时小弟卡尔已成为实业家，对长兄韦纳颇多资助。韦纳公司频频推出新发明的，大获成功。

韦纳在柏林被称为“柏林的西门子”，而威廉在英国被称为“伦敦的西门子”，弗里德里希是“德累斯顿的西门子”，而小弟卡则是“俄罗斯的西门子”。

西门子的发动机被广泛应用，应用中又不断被人们加以改进。1865年意大利人巴齐诺蒂发明了齿形电枢。1870年原籍比利时，长期在巴黎研究电学的格拉姆，部分利用巴齐诺蒂的成果，采用环状铁丝迭合成的铁芯制成环状电枢，大大改进了发动机的性能。

1872年，在西门子公司研究发动机的工程师阿特涅吸收了格拉姆和巴齐诺蒂转子的优点，简化了制造方法，降低了生产成本，改进了发动机的外观和功能。于是，西门子公司也因此而更有名气，整个德国，以西门子公司为核心，电力工业得到了迅速发展。

在以后一段时间里。直流发电机虽然发展到了的水平，发电机能发出电压接近60千伏、功率近5000千瓦的电，输送距离达180公里。但这样的发展很快就达到了技术上的极限，电压过高会出现线圈的绝缘性无法保证等一系列问题。而且将高压直接送给用户很危险，许多家用电器都无法承受几千伏高压，于是人们想到交流电可以解决这些难题。

二、交流发电机

交流电比直流点容易产生也比较容易升降压，直流电也有好处它输送时比交流电的损耗小得多不过高压直流输电的技术还不完善目前主要还是用高压交流输电。

交流发电机伟大的发明者－居古拉·特斯拉

居古拉·特斯拉（Nikola Tesla，1856年－1943年,1856年7月10日出生）是世界知名发明家、物理学家、机械工程师和电机工程师。塞乐维亚血统的他出生在克罗地亚(后并入奥地利帝国)。特斯拉被认为是历史上一位重要的发明家。他在19世纪末和20世纪初对电和磁性的贡献也是知名的。他的专利和理论工作形式依据现代交变电流电力(AC)的系统，包括多相电力分配系统和AC马达，帮助了他带起第二次工业革命。

他是一个被世界遗忘的伟人。交流发电机就是他发明的，而爱迪生钟爱自己发明的直流发电机，极力打压Tesla。如果Tesla 不是被迫放弃了交流电的专利权供世人免费使用，那他会是世界上最富有的人。他的梦想就是给世界提供用之不竭的能源。他的一生很悲惨，非常的同情他，但他是一个绝世天才，很遗憾没有多少人记得他。

交流发电机还可分为单相发电机与三相发电机。

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。

汽轮发电机

与汽轮机配套的发电机。为了得到较高的效率，汽轮机一般做成高速的，通常为3000转／分（频率为50赫）或3600转／分（频率为60赫）。核电站中汽轮机转速较低,但也在1500转/分以上。高速汽轮发电机为了减少因离心力而产生的机械应力以及降低风摩耗，转子直径一般做得比较小，长度比较大，即采用细长的转子。特别是在3000转／分以上的大容量高速机组，由于材料强度的关系，转子直径受到严格的限制，一般不能超过1.2米。而转子本体的长度又受到临界速度的限制。当本体长度达到直径的6倍以上时,转子的第二临界速度将接近于电机的运转速度，运行中可能发生较大的振动。所以