第一讲 交流发电机的结构与工作原理
交流发电机第一讲
3）带泵交流发电机
带泵交流发电机 是带有真空泵的 交流发电机，如 JFWBZ27型交流 发电机等。
龙口中宇 JFWBZ27带泵交流发电机
带泵交流发电机
4）无刷交流发电机
无刷交流发电机（brush-less alternator）是无电刷、滑环结 构的交流发电机。如福建仙游电机厂生产的JFW14X 型交流发电 机和山东龙口中宇电机厂生产的 JFWBZ27交流发电机。
3.按装用的二极管数量分 1）六管交流发电机
六管交流发电机的整流器由六只硅二极管组成，这种型式应用最为广
泛，如东风EQ1090车用的JF132型、解放CA1091型车用JF1522A 、JF152D型交流发电机等。
2）八管交流发电机
八管交流发电机是指具有两个中性点二极管（neutral-point diode ）的交流发电机，其整流器总成共有八只二极管，如天津夏利TJ 7100、TJ7100U微型轿车所用的JFZ1542型交流发电机。
的线圈个数及每个线圈的匝数都 是完全相同的。
图3-13定子总成实物照片
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。
图3-14a 定子绕组的连接方法（星形连接）
内搭铁（internal earth）式交流发电机磁场绕组的一端与发 电机壳相连接，如东风EQ1090车用的JF132型交流发电机。
2）外搭铁式交流电发机
外搭铁（external earth）式交流电发机磁场绕组的一端经电 压调节器后搭铁，如解放CA1091型车用的JF152D、JF1522A型 交流发电机。
交流发电机的结构及原理
交流发电机的结构及原理发电机是一种将机械能转化为电能的装置。
交流发电机是一种通过电磁感应原理产生交流电的设备。
下面将详细介绍交流发电机的结构和原理。
1.定子：定子是发电机中不动的部分，通常由铁心和定子绕组组成。
铁心是用导磁性材料制成的，它能集中和导向磁感线。
定子绕组是绕在铁心上的一组导线，用于接收磁场的作用力产生电流。
2.转子：转子是发电机中旋转的部分，它通过电机或其他动力源提供机械能来驱动发电机旋转。
转子通常由磁通轴、绕组和集电环组成。
绕组是绕在转子轴上的一组导线，通常采用绝缘材料包裹，以保证电绕组不短路。
3.扇形铁心：扇形铁心是定子的一部分，由一片或数片铁心组合而成，可以集中和引导磁通。
扇形铁心通常用于提高定子的磁通密度和提高发电效率。
4.定子绕组：定子绕组是绕在定子铁心上的一组导线。
定子绕组通常采用三角形或星形连接方式，以提供均匀分布的三相电流。
5.转子绕组：转子绕组是绕在转子轴上的一组导线。
转子绕组通常采用螺旋形或直行形连接方式，以确保转子绕组能顺利与刷子接触。
6.集电环：集电环是固定在转子轴上的一个金属环，作为电流的传导通道，将转子绕组产生的电能传送到外部电路中。
7.轴：轴是连接转子和其他部件的中心支撑部分，它承受着转子的旋转动力，并传输电能到外部。
为了产生交流电流，交流发电机通常采用三相绕组。
三相绕组中的三个绕组分别位于120度的相位差位置，分别与不同的相上的电压变化同步。
当各个相上的绕组接收到不同的感应电动势时，它们的电压和相位差随时间呈正弦变化。
1.当转子旋转时，会在转子绕组中产生感应电动势。
2.扇形铁心把磁场引导到定子绕组上，使其绕组中产生感应电动势。
3.通过定子绕组和转子的相互作用，定子绕组中的电流会产生旋转磁场。
4.旋转磁场使得转子绕组中的电流也产生旋转磁场。
5.转子绕组中的旋转磁场和定子绕组中的旋转磁场相互作用，从而产生电磁感应的力矩，使得转子继续旋转。
6.转子上的集电环通过刷子与电路外部连接，将转子绕组产生的电能传送到外部。
第一讲 交流发电机的结构与工作原理
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，系电，力根通保据过护生管高产线中工敷资艺设料高技试中术卷资0配不料置仅试技可卷术以要是解求指决，机吊对组顶电在层气进配设行置备继不进电规行保范空护高载高中与中资带资料负料试荷试卷下卷问高总题中体2资2配，料置而试时且卷，可调需保控要障试在各验最类；大管对限路设度习备内题进来到行确位调保。整机在使组管其高路在中敷正资设常料过工试程况卷中下安，与全要过，加度并强工且看作尽护下可关都能于可地管以缩路正小高常故中工障资作高料；中试对资卷于料连继试接电卷管保破口护坏处进范理行围高整，中核或资对者料定对试值某卷，些弯审异扁核常度与高固校中定对资盒图料位纸试置，卷.编保工写护况复层进杂防行设腐自备跨动与接处装地理置线，高弯尤中曲其资半要料径避试标免卷高错调等误试，高方要中案求资，技料编术试写5交、卷重底电保要。气护设管设装备线备置4高敷、调动中设电试作资技气高，料术课中并3试中、件资且卷包管中料拒试含路调试绝验线敷试卷动方槽设技作案、技术，以管术来及架避系等免统多不启项必动方要方式高案，中；为资对解料整决试套高卷启中突动语然过文停程电机中气。高课因中件此资中，料管电试壁力卷薄高电、中气接资设口料备不试进严卷行等保调问护试题装工，置作合调并理试且利技进用术行管，过线要关敷求运设电行技力高术保中。护资线装料缆置试敷做卷设到技原准术则确指：灵导在活。分。对线对于盒于调处差试，动过当保程不护中同装高电置中压高资回中料路资试交料卷叉试技时卷术，调问应试题采技，用术作金是为属指调隔发试板电人进机员行一，隔变需开压要处器在理组事；在前同发掌一生握线内图槽部纸内故资，障料强时、电，设回需备路要制须进造同行厂时外家切部出断电具习源高题高中电中资源资料，料试线试卷缆卷试敷切验设除报完从告毕而与，采相要用关进高技行中术检资资查料料和试，检卷并测主且处要了理保解。护现装场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
交流发电机的结构及工作原理
交流发电机的结构及工作原理发电机是一种将机械能转化为电能的设备。
它广泛应用于发电、能量转换和能源供应等领域。
发电机的结构和工作原理是理解发电机运行原理的基础。
本文将详细介绍发电机的结构和工作原理。
一、发电机的结构发电机主要由定子、转子和换向器组成。
1.定子：定子是发电机的静部分，通常由定子心和绕组组成。
定子心是由硅钢片叠压而成的，这种材料可以有效减少磁场损失。
绕组则是环绕在定子心上的导线，通常是由导电材料制成的。
2.转子：转子是发电机的动部分，通常由轴、磁极和励磁线圈组成。
轴是一根连接转子和外部动力设备的旋转轴。
磁极是固定在轴上的永磁体，通常由钢铁或铁磁材料制成，能在旋转时产生磁场。
励磁线圈是绕在磁极上的线圈，用电流激发以增强磁场。
3.换向器：换向器是连接定子和转子的装置，用于交换定子绕组和转子磁极之间的电流和磁场。
换向器的类型有多种，包括复合式、机械式和电子式等。
换向器的作用是确保转子能稳定地旋转，并与定子绕组产生的电流同步。
二、发电机的工作原理发电机的工作原理是基于电磁感应的原理。
当一个闭合电路中的导体在磁场中旋转或磁场在导体中变化时，会在电路中产生电流。
发电机的工作原理可以分为两个阶段：感应阶段和激励阶段。
1.感应阶段：在感应阶段，转子磁极被励磁线圈产生的电流激活，形成一个初始磁场，磁场会弥漫到定子绕组上。
当转子旋转时，转子磁极会与定子绕组的导线相对运动，改变磁场的强度和方向。
由于磁场变化，定子绕组中的电子开始在导线中移动，产生电流。
这个电流被称为感应电流。
2.激励阶段：在激励阶段，感应电流通过换向器传输到定子绕组上，生成一个与转子磁极相对应的磁场。
这个磁场与转子磁极的磁场相互作用，导致转子受到电磁力的作用开始旋转。
同时，由于转子旋转，新的导线将会进入磁场区域，产生新的感应电流，不断增加发电机输出的电流。
总结：发电机的主要结构包括定子、转子和换向器。
其工作原理是基于电磁感应的原理，通过有效地利用磁场变化中的能量来生成电流。
交流发电机的构造与原理
交流发电机的构造与原理一、交流发电机的构造：1.主要构件和部件：-定子：定子是发电机的静子，形状为环形，通常由铁芯和绕组组成。
绕组上绕有若干个分配均匀的线圈。
-转子：转子是发电机的动子，形状为圆柱体，通常由铁芯、线圈和凸极组成。
转子与定子之间的空隙称为气隙。
-集电器：集电器由一个或多个导电环组成，用于将发电机转子电枢绕组的电流引出。
-电磁励磁系统：电磁励磁系统由励磁电源和励磁绕组组成。
励磁电源为发电机提供励磁电流，励磁绕组产生磁场。
-支撑和机壳：支撑系统通常由轴承和机架组成，用于支撑转子和定子，保持其相对位置。
机壳是发电机的外壳，用于保护内部构件和绝缘。
2.工作原理：-励磁：在工作时，励磁电源供电，使励磁绕组电流通过绕组，形成转子绕组上的励磁磁场。
-感应：当交流发电机的转子以一定的转速旋转时，转子绕组将在磁场中切割磁感线，这样就在绕组上感应出交变的电动势。
-引出电流：通过集电器将转子绕组上感应出的电流外接负载，形成电流流动。
-输出电压：根据发电机的设计参数，可以通过改变转子绕组的绕组数、线圈长度和磁场强度等参数来控制输出电压。
二、交流发电机的工作原理：1.动磁定律：根据动磁定律，当一个导体切割磁感线时，将在导体中感应出电动势。
交流发电机中，转子绕组就是切割磁感线的导体，通过转子绕组感应出电动势。
2.洛伦兹力定律：洛伦兹力定律表明，当电流通过导线时，电流将与外磁场相互作用，产生力。
在交流发电机中，当流过转子绕组的电流与励磁磁场相互作用时，将形成一个力矩，使转子绕组旋转。
3.法拉第电磁感应定律：根据法拉第电磁感应定律，当导体中的磁通量发生变化时，将在导体中感应出电动势。
在交流发电机中，由于转子绕组旋转，导致磁场的切割变化，造成在转子绕组上感应出交变的电动势。
4.着磁原理：着磁原理是指在交流发电机中，通过外加的励磁电流在励磁绕组中产生磁场，使转子绕组在磁场中切割，从而感应出电动势。
着磁电流通常通过恒压稳流器调节。
《交流发电机》课件2
3
旋转导体
发电机中的转子由多个导体组成，当转子 在磁场中旋转时，导体与磁场的相互作用 产生感应电动势。
调节输出电压
通过改变磁场强弱或转子的旋转速度可以 调节输出的电压。
交流发电机的构造和组成
转子
定子
励磁系统
转子是交流发电机中的旋转部件， 由导体和磁极组成。
定子统提供静磁场，使转子产 生感应电动势。
交流发电机的应用领域
发电厂
交流发电机是电力发电厂的主要设备，用于将 机械能转化为电能。
交通运输
交流发电机驱动电动机，为交通工具如火车、 电车等提供动力。
工业生产
交流发电机被广泛应用于各种工业生产过程中， 如制造业、矿山等。
家庭用电
交流发电机也用于为家庭和商业建筑提供电力 供应。
交流发电机的优点与局限性
优点 高效转换能源 稳定的输出电压
局限性 对机械能来源有要求 需要励磁系统维护
结论和要点
• 交流发电机将机械能转化为电能 • 工作原理基于电磁感应 • 构造包括转子、定子和励磁系统 • 应用领域广泛，包括发电厂、工业生产、交通运输和家庭用电 • 优点有高效转换能源和稳定的输出电压 • 局限性包括对机械能来源有要求和需要励磁系统维护
《交流发电机》PPT课件
本课件将介绍交流发电机的定义、原理、工作原理、构造和组成、应用领域、 优点与局限性以及结论和要点。
交流发电机的定义和原理
交流发电机是一种将机械能转化为电能的装置。它基于电磁感应原理，通过 转子在磁场中旋转产生交流电。
交流发电机的工作原理
1
电磁感应
2
感应电动势通过导线外部的刷子和集电环
交流发电机工作原理
交流发电机工作原理交流发电机是一种能够转换机械能为电能的装置。
在人类通电历史的长河中，交流发电机被广泛应用于各种工业、农业和家庭用电中。
本文将重点介绍交流发电机的工作原理和基本结构，希望能够为读者提供更深刻的理解。
一、交流发电机的工作原理交流发电机的工作原理基于“法拉第电磁感应定律”，也就是“导体在磁场中被剪切时会产生电动势”。
其中，电动势的大小和导体剪切磁场的速度成正比。
交流发电机的基本构造是由一组定子和一组转子构成的。
定子上绕有若干个线圈，线圈中传递的电流会在它们周围产生磁场。
转子是由一个或多个永磁体和一个或多个导电环组成的。
当转子在定子中旋转时，导电环会与定子的线圈中的磁场相互作用，导致导电环中产生电动势，这就是交流发电机发电的原理。
二、交流发电机的基本结构交流发电机的基本结构包括定子、转子、滑环、支撑系统、调节系统等。
下面分别介绍。
1、定子：交流发电机定子是由铁芯和线圈组成的。
铁芯的作用是形成磁路，提高磁通量。
线圈则被绕在铁芯上，通电后就会在定子上形成磁场。
2、转子：交流发电机转子一般由铁心、导电环和永磁体组成。
铁心的作用是形成磁路，提高磁通量。
导电环则固定在铁心上，其作用是让电能从定子上流到外部负载。
永磁体则被固定在转子上，用来提供磁通量。
3、滑环：滑环是在转子上与导电环形成接触的组件。
通过滑环，电能可以从定子传递到导电环上，为外部负载提供电源。
4、支撑系统：支撑系统主要由轴承和支架组成，其作用是维持转子的平衡和稳定性。
在高速旋转时，支撑系统能够显著减少磨损和振动。
5、调节系统：为了保持交流发电机输出电压的稳定性，调节系统被广泛应用。
这种系统可以自动控制发电机的输出电压，并根据需要进行微小的调整。
三、总结交流发电机是一种广泛用于各种应用领域的技术。
它可以将机械能转化为电能，为人类的生产生活提供强大的支持。
本文介绍了交流发电机的工作原理和基本结构，希望能够帮助读者更好地理解交流发电机的原理，并进一步推动交流发电技术的发展。
交流发电机发电原理图-PPT
一、交流发电原理
1.在发电机内部有一个由 发动机带动转子（旋转磁 场）
2.磁场外有一个定子绕组, 绕组有3组线圈(3相绕组)， 3相绕组彼此相隔120度
3.当转子旋转时，旋转的 磁场使固定的电枢绕组切 割磁力线（或者说使电枢 绕组中通过的磁通量发生 变化）而产生电动势。
定子3相绕组感生电动势的大小为：
其中：E m -每相电动势的最大值
ω-电角速度
f-交流电动势的频率（为转速的函数）
p-磁极对数
n-发电机转速（r/min）
Eφ-每相电动势的有效值
定子每相电动势的有效值
K-绕组系数(和发电机定子绕组的绕线方法有关 ) N-每项匝数（匝） φ-每极磁通（Wb） Ce-电机结构常数
交流电动势波形
定子绕组
1 .每个线圈的两个有效边之间的距离应 和一个磁极占据的空间距离相等。
2 .每相绕组相邻线圈始边之间的距离应 和一对磁极占据的距离相等或成倍数。
3. 三相绕组的始边应相互间隔2π+120o 电角度（一对磁极占有的空间为360o电 角度）
JF13交流发电机三相绕组绕制
结构参数如下： 磁极对数p 6对；定子槽 数z 36槽
交流发电机的结构
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
一、转子
转子的功用是产生旋转磁场。 转子由爪极、磁轭、磁场绕组、集电环、
转子轴组成，见图。
转子结构图
转子
转子轴上压装着两块爪 极，两块爪极各有六个 鸟嘴形磁极,爪极空腔内 装有磁场绕组 (转子线圈) 和磁轭。
端盖一般用铝合金铸造，一 是可有效的防止漏磁，二是 铝合金散热性能好。
交流发电机的结构及工作原理
交流发电机的结构一、6管交流发电机的结构交流发电机一般由转子、定子、整流器、端盖四部分组成。
JF132型交流发电机组件图见图2-5aJF132型交流发电机结构图见图2-5bJF132型交流发电机结构图见图2-5c（一）转子转子的功用是产生旋转磁场。
转子由爪极、磁轭、磁场绕组、集电环、转子轴组成，见图2-6转子轴上压装着两块爪极，两块爪极各有六个鸟嘴形磁极,爪极空腔内装有磁场绕组(转子线圈)和磁轭。
集电环由两个彼此绝缘的铜环组成，集电环压装在转子轴上并与轴绝缘，两个集电环分别与磁场绕组的两端相连。
当两集电环通入直流电时（通过电刷），磁场绕组中就有电流通过，并产生轴向磁通，使爪极一块被磁化为N极，另一块被磁化为S极，从而形成六对相互交错的磁极。
当转子转动时，就形成了旋转的磁场。
交流发电机的磁路为：磁轭→N极→转子与定子之间的气隙→定子→定子与转子间的气隙→S极→磁轭。
见图2-7。
2．整流管的安装将正极管安装在一块铝制散热板上，称为正整流板；将负极管安装另一块铝制散热板上，称为负整流板，也可用发电机后盖代替负整流板。
见图2-10。
在正整流板上有一个输出接线柱B（发电机的输出端）。
负整流板上直接搭铁。
负整流板上一定和壳体相联接。
整流板的形状各异，有马蹄形、长方形、半圆形等见图2-11二、8管交流发电机8管交流发电机（如夏利车用）和6管交流发电机的基本机构是相同的，所不同的是整流器有8只硅整流二极管，其中6只组成三相全波桥式整流电路，还有2只是中性点二极管，1只正极管接在中性点和正极之间，1只负极管接在中性点和负极之间。
对中性点电压进行全波整流。
（见图2-14）试验表明：加装中性点二极管的交流发电机在结构不变的情况下可以提高发电机的功率10%～15%。
中性点二极管提高发电机功率的原理：交流发电机中性点电压为三次谐波，随着发电机转速的提高，中性点三次谐波电压也升高。
见图2-15当中性点电压瞬时值高于三相绕组的最高值时，中性点正极管导通对外输出电流；电流回路为：中性点→中性点正极管→负载→某一负极管→定子绕组→中性点。
交流发电机原理
交流发电机原理交流发电机是一种将机械能转换为电能的装置。
其工作原理基于法拉第电磁感应定律和电磁感应现象。
交流发电机通过转动装置（如涡轮机、水轮机、蒸汽轮机等）提供机械能，带动转子旋转。
转子上的导体通过磁场的作用，产生感应电动势，从而使得电子发生流动，最终产生交流电能。
一、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是基本的物理定律之一，它指出：当导体相对于磁场运动或磁场相对于导体变化时，导体两端会产生感应电动势。
这是交流发电机工作的基础。
二、交流发电机的工作原理交流发电机由转子和不锈钢定子组成。
转子上安装有若干个线圈，当转子转动时，导线相对于外部磁场运动，由于法拉第电磁感应定律的作用，导线两端会产生感应电动势。
转子上的导线与定子上的导线相连，通过导线的电流可形成一个闭合电路。
当导线处于最大磁力线处时，电动势达到最大值。
当导线与磁力线垂直时，电动势为零。
转子上的导线经过半个周期后，导线两端的电势极性发生变化，即交流电的正负极性交替变化。
这样，通过导线就可以输出一段时间内的交变电流。
三、交流发电机的原理图示[图示]（请自行查找合适的图示并插入）四、交流发电机的工作过程1. 初始阶段：发电机静止不动，转动装置（如涡轮机）提供机械能。
2. 第一阶段：转子开始转动，导线与磁力线产生相对运动，导线两端产生感应电动势。
随着转子的转动，电动势的大小和极性发生变化。
3. 第二阶段：导线两端的电动势通过导线和集电环等导电部件输出，形成交变电流。
输出的电流可以通过变压器等设备进行调节和传输。
4. 第三阶段：转子继续转动，周期性地产生交变电流，即交流电。
这一阶段是持续的，直到停止机械能的输入或关停发电机。
五、结论交流发电机是利用法拉第电磁感应定律和电磁感应原理进行能量转换的装置。
通过转动装置提供机械能，导线在磁场作用下产生感应电动势，从而产生交变电流。
交流发电机的工作原理基于稳定的磁场和机械能源的输入，通过电力传输系统将电能输送到需要的地方，为人们的生活和生产提供稳定可靠的电力供应。
交流发电机的组成及工作原理
交流发电机的组成及工作原理
发电机是一种将机械能转换为电能的设备，它由以下几个组成部分组成：
1.转子：转子是发电机的核心部件，它由导线绕组和磁铁组成。
导线绕组通常是绕在一个铁芯上的，当通电时产生磁场，与定子上的磁场相互作用，从而产生电能。
2.定子：定子是一个不可转动的部件，它由绕组和铁芯组成。
绕组中的导线通常是绕在铁芯上的，当导线中有电流通过时，会产生磁场。
3.刷子和换向器：刷子是与转子接触的两个导电件，用于将转
子上产生的电能传送到外部电路。
而换向器则用于改变刷子的电流方向，以便与转子上的磁场相匹配。
发电机的工作原理如下：
1.当发电机的转子开始旋转时，它会切割过定子上的磁场。
这
个相对运动会造成在转子上的导线绕组中产生电动势。
2.由于转子上的导线绕组是闭合的，所以产生的电动势将导致
电流在绕组中流动。
这个电流会通过刷子和换向器传送到外部电路中。
3.外部电路通过连接到发电机上的导线，将电流流入负载中。
由于电流的流动，负载就会产生所需要的电能，例如驱动电动
机运转或者给灯泡供电等。
总之，发电机的工作原理是由转子和定子之间的相对运动产生电动势，然后通过刷子和换向器将电动势传输到外部电路，实现将机械能转换为电能的过程。
交流电机结构及原理ppt
05
交流电机的发展趋势与展望
19世纪末期
交流电机的发展历程
20世纪初期
20世纪中叶
21世纪初
交流电机的发展趋势
更安全
加强电机的安全性和可靠性，确保人身和设备安全。
交流电机的未来展望
更高效
进一步提高电机效率和功率密度。
更环保
采用更环保的材料和制造工艺。
交流电机结构及原理ppt
xx年xx月xx日
contents
目录
交流电机概述交流电机结构交流电机工作原理交流电机的优缺点交流电机的发展趋势与展望
01交流电机概述源自1交流电机的定义2
3
交流电机是一种将交流电能转换为机械能的装置。
它由一个固定的定子和一个旋转的转子组成，定子中通入三相交流电，转子中通入单相交流电。
绕组
支撑和保护定子绕组，同时作为安装轴承的支座。
端盖
定子结构
由导磁率高的硅钢片叠压而成，是电机的旋转部分，主要作用是产生转矩。
转子结构
铁心
由绝缘导线组成，在铁心上按一定规律绕制而成，主要作用是感受磁场的变化并产生转矩。
绕组
支撑转子并允许其旋转，同时传递转矩。
轴承
由内圈、外圈、滚动体和保持架组成，滚动体在内外圈之间滚动，保持架则使滚动体保持一定的距离。
可靠稳定
交流电机的维护相对简单，不需要经常进行复杂的维修和保养。
维护方便
交流电机的缺点
交流电机的维护与保养
应定期检查交流电机的运行状态，包括外观、紧固件、轴承、绕组等部分。
定期检查
清洁与润滑
预防性维护
安全操作
保持交流电机的清洁和适当的润滑，以减少机械磨损和防止锈蚀。
交流发电机的工作过程
交流发电机的工作过程一、交流发电机的基本原理交流发电机是通过电磁感应原理将机械能转化为电能的设备，其基本组成部分包括转子、定子、励磁系统和输出端等。
当转子旋转时，通过磁场作用于定子上的导体，使导体内部产生感应电动势，从而实现电能输出。
二、交流发电机的工作过程1. 励磁系统提供磁场交流发电机的励磁系统通过直流电源提供一定大小和方向的磁场。
根据不同类型的交流发电机，励磁方式也有所不同，例如永磁式交流发电机采用永久磁铁作为励磁源，而感应式交流发电机则需要外部提供直流电源。
2. 转子旋转产生感应当励磁系统提供一定大小和方向的磁场后，当转子开始旋转时，在定子中就会产生感应效应。
这是由于在定子中存在导体，并且导体内部自由运动的带有自由电荷的粒子。
3. 产生感应电动势由于在定子中存在导体，并且导体内部自由运动的带有自由电荷的粒子，当磁场与导体运动方向垂直时，导体内部就会产生感应电动势。
这个过程可以用法拉第电磁感应定律来描述。
4. 输出交流电能当定子中的导体产生感应电动势后，通过输出端将其输出，从而实现交流电能的输出。
在实际应用中，一般需要对输出的交流电进行调整和控制，以满足不同的需求。
三、交流发电机的优缺点1. 优点（1）输出功率大：交流发电机具有较高的输出功率，可以满足各种不同场合下的需要。
（2）使用范围广：交流发电机适用于各种不同类型和规模的设备和系统。
（3）运行稳定：由于采用了先进的技术和设计方法，交流发电机在运行过程中具有较高的稳定性和可靠性。
2. 缺点（1）成本较高：相对于其他类型的发电机，交流发电机在成本方面存在一定差距。
（2）维护难度大：由于其结构复杂、部件众多，在维护和保养方面需要付出更多努力。
（3）环境适应能力差：在一些特殊的环境下，交流发电机可能存在适应能力不足的问题。
四、交流发电机的应用领域交流发电机广泛应用于各种不同类型和规模的设备和系统，包括工业生产、农业生产、交通运输、航空航天等领域。
交流发电机的结构与工作原理
交流发电机的结构与工作原理发电机是一种将机械能转化为电能的设备，广泛应用于各个领域。
其结构和工作原理如下所述。
一、结构发电机的结构包括转子、定子、绕组、滑环、散热器和外壳。
1.转子：转子是发电机的主要部分，由电磁材料或导电材料制成。
转子通常有两种类型：励磁转子和感应转子。
励磁转子由磁铁或电磁线圈构成，提供磁场以激发定子中的电流。
感应转子则通过旋转在磁场中产生感应电流。
2.定子：定子是固定在发电机内部的部件，主要由绕组和铁芯构成。
绕组是由绝缘导线组成的线圈，通过给定绕组电流，产生旋转磁场。
铁芯则提供了绕组的支撑，并增强了磁场的效果。
3.绕组：绕组是发电机中的一个重要部分，由导线制成，承载着产生电能的任务。
绕组根据实际需求，可以包括多个线圈，并连接到外部电源或其他电源，以提供所需的电流。
4.滑环：滑环是连接旋转部分和固定部分的接点，使得转子能够以旋转的方式传达电能。
滑环由导电材料制成，能够有效地传输电流，并保持电路的连续性。
5.散热器：发电机在工作过程中会产生大量的热量，散热器的作用是将这些热量迅速散发出去，确保发电机的正常运行。
散热器通常采用风冷或水冷的方式。
6.外壳：外壳是发电机的外部保护部分，能够保护内部的结构免受外界环境的侵害，并起到美观和防护的作用。
二、工作原理发电机的工作原理基于法拉第电磁感应定律和楞次定律，其工作过程主要包括励磁、感应和输出三个阶段。
1.励磁阶段：通过向励磁转子施加直流电流或交流电流，产生磁场。
这个磁场会传递到定子中，使之处于一个磁场中。
2.感应阶段：当转子开始旋转时，磁场也随之旋转。
由于励磁磁场和转子磁场的互相作用，定子中将产生感应电流。
根据法拉第电磁感应定律，当磁场通过绕组时，导线中就会产生感应电流。
3.输出阶段：定子中产生的感应电流经由绕组导线输出。
通常通过滑环将电流传送到外部电路中。
在外部电路中，感应电流可以用来驱动电动设备或供电给其他设备。
总结起来，发电机的工作原理是:励磁通过给励磁转子通电产生磁场；转子旋转时，磁场也随之旋转，导致定子中产生感应电流；最后，通过滑环将感应电流传输到外部电路，以实现输出电能的功能。
初二物理交流发电机结构与原理分析
初二物理交流发电机结构与原理分析交流发电机是一种常见的发电设备，广泛应用于各行各业。
它是通过旋转磁场的方式将机械能转化为电能的。
本文将对交流发电机的结构和工作原理进行详细的分析。
一、交流发电机的结构交流发电机主要由定子和转子两部分组成。
1. 定子定子是发电机中不动的部分，它由铁芯和绕组组成。
铁芯通常采用硅钢片制成，以减少磁铁耗散的能量。
绕组由线圈和导线组成，线圈上绕有多个线圈，每个线圈都与一个导线相连。
2. 转子转子是发电机中旋转的部分，它由永磁体或电磁线圈构成。
永磁体通常由稀土磁体或钕铁硼磁体制成，具有较强的磁性。
电磁线圈则通过外部电源供电，产生与定子绕组中的磁场相互作用。
二、交流发电机的工作原理交流发电机的工作原理基于法拉第电磁感应定律，即磁场的变化会产生感应电动势。
1. 电磁感应作用当交流发电机旋转时，转子中的永磁体或电磁线圈产生磁场，并与定子绕组中的磁场相互作用。
这种磁场的变化会在定子绕组中产生感应电动势。
2. 滑环和刷子为了使感应电动势能够顺利传递到外部电路中，交流发电机使用滑环和刷子来连接转子和外部电路。
滑环是一个连续的金属环，固定在转子轴上。
刷子则是与滑环相连的碳刷，用于与滑环接触并传递电流。
3. 原理在交流发电机中，当转子旋转时，磁场的变化引发了定子绕组中的感应电动势，然后通过滑环和刷子传递到外部电路。
外部电路中的负载就会形成电流，从而使发电机能够输出电能。
三、交流发电机的优点和应用交流发电机具有以下优点：1. 输出稳定：由于交流发电机能够通过调整转速和绕组参数来实现输出电压的稳定，因此在各种负载条件下都表现出较好的稳定性。
2. 适应性强：交流发电机可以根据不同的需求调整输出电压和频率，适用于各种不同的应用场景。
3. 造价低廉：与直流发电机相比，交流发电机的制造成本较低，更加经济实惠。
交流发电机广泛应用于各个领域，包括家庭用电、工业生产、交通运输等。
它们为我们的生活和工作提供了可靠的电力支持。
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1.交流发电机的励磁方式有几种？发电机不同转速下工作时， 分别采用哪种励磁 方式？ 2.交流发电机的工作特性各有何意义？ 讲解发电机励磁方式时应注意两者间的区别。 发电机工作特性的意义可列举一些 实例说明。
教学后记
第三讲
教学内容 教学目标 教学重点 教学难点 教学难点
电压调节器的功用、 电压调节器的功用、类型和工作原理
交流发电机所产生的感应电动势与转子转速和磁极磁通成正比。当转速 n 升 高时，Eφ增大，发电机输出端电压 UB 升高，当转速升高到一定值时，输出端电压 达到限定值，要想使发电机的输出电压 UB 不再随转速的升高而上升，只能通过减 小磁通Ф来实现。磁极磁通Ф与励磁电流 If 成正比，因此减小磁通Ф也就是减小 励磁电流 If 。 交流发电机电压调节器的调压原理是：当发电机转速升高时，调节器通过减 小发电机励磁电流 If 来减小磁通Ф，使发电机的输出电压 UB 保持不变；当发电机 的转速降低时，调节器通过增大发电机的励磁电流 If 来增加磁通Ф，使发电机的 输出电压 UB 保持不变 。 质疑： 的大小有几种方式？ 质疑：改变励磁电流 If 的大小有几种方式？
（2）外搭铁型交流发电机：励磁绕组的两端 (F 和 E)均和端盖绝缘的发电机称为外搭 铁型交流发电机。 质疑：外搭型发电机的搭铁是直接搭铁还是经过控制后搭铁？
教
学
过
程
三、交流发电机的工作特性
定义：发电机输出的直流电压、电流与转速之间的关系。包括输出特性、空 载特性和外特性。 1．空载特性 定义：发电机空载运行时,发电机端电压与转速之间的关系。如图所示。 意义：由空载特性可判断发电机低速发电性能的好坏。 2．输出特性
第一讲
交流发电机的结构与工作原理
计划学时
教学内容 教学目标
交流发电机的结构与工作原理 1.掌握交流发电机的功用和结构 2.熟悉交流发电机的工作原理 交流发电机转子、定子、电刷、整 流器等主要零件的作用和结构 转子、定子绕组的作用和结构；整 流器的作用和结构。
2
教学重点
解决措施 实物讲解，动画、图片演示 解决措施 对照实物讲解、媒体配合
五、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由产品代号、 电压等级代号、 电流等级代号、 设计序号、变型代号五部分组成。
产品代号用中文字母表示， JF——普通交流发电机 ； 例： JFZ——整体式 （调 节器内置） 交流发电机 ； JFB——带泵的交流发电机 ； JFW——无刷交流发电机。 电压等级代号：电压等级代号用一位阿拉伯数字表示，1 表示 12V 系统；2 表示 24V 系统；6 表示 6V 系统。
教学难点
交流发电机工作特性
解决措施
动画演示
一、导入新课
复习发电机的结构、工作原理、整流过程，提出疑问，引入新课。
质疑：请说出磁场建立的几种形式，并举例？
二、发电机的励磁方式
定义：将电流引入到励磁绕组使之产生磁场称为励磁。 方式：自励、他励 1.他励 定义：由蓄电池供给磁场电流而发电的方式称为他励发电。 发电机转速较低时，自身不能发电，需蓄电池供给发电机励磁绕组电流，使 励磁绕组产生磁场来发电。 2.自励 定义：发电机能将自身发的电供给励磁绕组而发电的方式称为自励发电。 随着转速的提高（一般在发动机达到怠速时），发电机定子绕组的电动势逐 渐升高并能使整流器二极管导通。当发电机的输出电压 UB 大于蓄电池电压时， 发电机就能对外供电了。此状态下，发电机自励发电。 小结：交流发电机励磁过程是先他励后自励。 3.发电机的励磁电路 如图所示 （1）内搭铁型交流发电机：励磁绕组的一端经负电刷（E）引出后和后端盖 直接相连（直接搭铁）的发电机称为内搭铁型交流发电机。
质疑：形成磁场的方式有几种？转子形成的磁场与其它形式有何区别？
学
过
程
2．定子总成 作用：产生交流电 结构：由定子铁心、三相绕组组成。三相绕组对称的嵌放在定子铁心的槽 中。三相绕组的连接有星形接法和三角形连接法两种。（实物展示）如图所示。 3．皮带轮 利用半圆键装在前端盖外侧的转子轴上，用弹簧垫片和螺母紧固。 4．风扇 一般用 1.5mm 厚的钢板冲压而成或用铝合金铸造制成，利用半圆键装在前 端盖外侧的转子轴上。 5 前、后端盖 用非导磁性的材料铝合金制成，具有轻便、散热性好等优点。 6．电刷总成 型式：外装式、内装式 结构：装在电刷架的方孔内，并在其弹簧的压力推动下与转子滑环保持良 好的接触。（实物展示）如图所示。 两个电刷接线柱分为“B、F”接线柱或“F1、F2”接线柱。
物演示）
五、交流发电机的工作原理
1.交流电动势的产生 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。当转子旋转时，磁通交替地在定子绕组中变化.绕组中便产生交变的感 应电动势。（动画演示） 2.电动势有效值的表示
三相绕组中每相电动势有效值的表示为： K -绕组系数(和发电机定子绕组的绕线方式有关 ) N-每相绕组的匝数（单位：匝） ｆ-频率（单位：Hz） Φ-每极磁通（单位：Wb） Ce-电机结构常数 EΦ-相电动势 小结：当交流发电机结构一定时（结构常数 Ce 不变），相电动势 EΦ和发 电机转速、磁通成正比。 3.交流电动势的波形 交流电动势的幅值是发电机转速的函数。因此，当转速 n 变化时，三相电 动势的波形为变频率、变幅值的交流波形。如图所示。 4.整流原理 二极管具有单项导电性,当给二极管加上正向电压时,二极管导通, 当给二 极管加上反向电压时,二极管截止。 将定子的三相绕组和 6 只整流二极管按电路连接，发电机的输出端 B、E 上 就输出一个脉动直流电压。如图所示。 （1） 二极管的导通原则 3 只正极管中，在某一瞬间正极电位（电压）最高者导通。 3 只负极管中，在某一瞬间正极电位（电压）最低者导通。 （2）整流过程（动画演示） 三相桥式整流电路中二极管的依次循环导通,使得负载 RL 两端得到一个比 较平稳的脉动直流电压。
电流等级代号：电流等级代号也用一位阿拉伯数字表示。
设计 序号用 1～ 2 位阿拉伯 数字表示， 表示产品设计的先后顺序。 变形代号：以调整臂位置作为变形代号，从驱动端看，调整臂在左边用Ｚ表 示，调整臂在右端用Ｙ表示，调整臂在中间不加标记。 举例发电机的型号，请学生回答其含义。
六、质疑
1.发动机高速运转时， 若将蓄电池电缆线突然拆下， 对发电机将有何影响？ 2.内搭型发电机能否改为外搭铁型发电机？
在发电机转速变化时，自动控制发电机电压并保持恒定，使其不因发电机转 速高而引起电压过高，烧坏用电器和导致蓄电池过充电；也不会因发电机转速低 而电压不足导致用电器工作失常。 质疑：若负载大小发生变化，发电机的输出电压是否变化？ 质疑：若负载大小发生变化，发电机的输出电压是否变化？
三、电压调节器的基本原理
定义：发电机输出电压一定时，输出电流随着转速的变化规律。如图所示。 意义： （1）发电机空载时，输出电压达到额定值的转速 n1，称为空载转速。n1 常用作选择发电机与发动机传动比的主要依据。 （2）发电机输出电流达到额定值时的转速 n2，称为满载转速，发电机的额 定电流一般规定为 70%～75%。 （3）当转速达到一定值后，发电机的输出电流几乎不再继续增加。即发电 机具有自动限制输出电流的能力。 3．外特性 定义：当发电机转速一定时，发电机端电压与输出电流之间的关系。 意义： （1）发电机转速变化时，发电机端电压有较大变化； （2）发电机转速恒定时，由于输出电流的变化，端电压也有较大的变化。 因此，要使输出电流稳定，必须配用电压调节器；高速时，当发电机突然失 去负载时，端电压会急剧升高，这时电器设备中的电子元件将有被击穿的危险。
七、互动性交流
由学生自由提问题，老师可只作启发性回答，让学生自己来总结出答案
八、总结
由老师引导思路与大学一起对本次内容进行系统回顾。
作业
1.发电机的转子总成、定子总成的作用是什么？由哪些构件组成？ 2.发电机的整流器是如何工作的？ 发电机结构的讲解可遵循组成、作用、结构、工作过程的思路。发电机工 作原理可结合电动势的产生过程讲解。整流器的工作过程可只作回顾性复习。
质疑：电刷磨损变短，会使其与滑环的接触不良。发电机性能是否变差？
四、整流器
作用：将交流发电机产生的三相交流电变成直流电输出；阻止蓄电池电流 向发电机倒流。 （1）正极管 中心引线为正极，外壳为负极，在管壳低部一般标有红色标记。（实物演示） （2）负极管 负极管中心引线为负极，外壳为正极，在管壳底部一般标有黑色标记。（实
对于三个正极管子（D1、D3、D5 正极和定子绕组始端相联），在某瞬时， 电压最高一相的正极管导通。 对于三个负极管子（D2、D4、D6 负极和定子绕组始端相联），在某瞬时， 电压最低一相的负极管导通。但同时导通的管子总是两个，正、负管子各一个。
质疑：六个二极管中，若其中一个二极断路或短路，发电机的输出电压将如何变化？
四、交流发电机的分类
交流发电机按照不同的分类方法分为以下几类： 1.按总体结构分类 实物、图片展示 （1）普通交流发电机。无特殊装置和特殊功能，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。 （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 （4）无刷交流发电机，转子上励磁绕组的通电不需要电刷 （5）永磁交流发电机，转子磁极为永磁铁制成的发电机。 2.按整流器结构分类 实物、图片展示 （1）6 管交流发电机 （2）8 管交流发电机 整流器有 8 只硅整流二极管。其中 6 只组成三相全 波桥式整流电路，另 2 只是中性点二极管，对中性点电压进行全波整流。 试验表明： 加装中性点二极管的交流发电机在结构不变的情况下可以提高发 电机的功率 10%～15%之间。 （3）9 管交流发电机 9 管交流发电机的整流器是由 6 只大功率整流二极管 和 3 只小功率励磁二极管组成的交流发电机。 （4）11 管交流发电机。相当于 9 管交流发电机的整流器加 2 只中性点整流 管 3.按励磁绕组搭铁型式分类 实物、图片展示 （1）内搭铁型交流发电机 磁场绕组的一端（负极）直接搭铁（和壳体相 联） （2）外搭铁型交流发电机 节器后再搭铁。 磁场绕组的一端（负极）接入调节器，通过调