3-发电机工作原理.ppt

一 交流发电机的发电原理交流发电机产生电的原理是电磁感应原理 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 绕组有三组线圈 三相绕组 三相绕组彼此相隔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 而产生频率相同 幅值相等 相位互差120 电角度的正弦电动势为eA eB和eC 三相绕组中电动势的瞬时值方程式为 eA Emsin t 2E sin teB Emsin t 120 2E sin t 120 eC Emsin t 240 2E sin t 240 由电磁学原理知道 发电机每相绕组产生的电动势有效值为 E 2 KNf 4 44KNf 而f pn 60E 4 44KPNn 60令4 44KPN 60 CE Cn 由E Cn 知道 硅整流发电机每相绕组中产生的电动势的有效值与发电机的转速和磁场的磁通量成正比 二 整流原理交流发电机定子的三相绕组中 感应产生的是交流电 是靠六只二极管组成的三相桥式整流电路变为直流电的 二极管具有单向导电性 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 二极管的导通原则如下 1 二极管的导通原则 当三只二极管负极端相连时 正极端电位最高者导通 当三只二极管正极端相连时 负极端电位最低者导通 2 整流过程 1 整流时二极管导通条件 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 2 整流过程在t1 t2时间内 A相的电位最高 而B相的电位最低 故对应VD1 VD4处于正向导通状态 电流从A相出发 经VD1 负载RL VD4回到B相构成回路 此时 发电机的输出电压为A B相之间的线电压 在t2 t3时间内 A相的电位最高 而C相的电位最低 故对应VD1 VD6处于正向导通状态 电流从A相出发 经VD1 负载RL VD6回到C相构成回路 此时 发电机的输出电压为A C相之间的线电压 在t3 t4时间内 B相的电位最高 而C相的电位最低 故对应VD3 VD6处于正向导通状态 电流从B相出发 经VD3 负载RL VD6回到C相构成回路 此时 发电机的输出电压为B C相之间的线电压 在t1瞬间 分别有VD1 VD5 VD4三只而极管正向导通 在t2瞬间 分别有VD1 VD4 VD6三只而极管正向导通 在t3瞬间 分别有VD1 VD3 VD6三只而极管正向导通 以此类推 周而复始 在负载上即可获得一个比较平稳的直流脉动电压 在发电机空载运行时 如将三相绕组和二极管内阻的电压降忽略不计 发电机的直流电动势数值为三相交流电线电压的1 35倍 是三相交流电相电压的2 34倍 每一只硅二极管在一个周期内只导通1 3的时间 流过每个管子的电流为负载电流的1 3 有些交流发电机将三相绕组中性点引出 标记为 N 接线柱 它和发电机外壳之间的电压叫中性点电压 它是通过二个中性点二极管整流后得到的直流电压 等于发电机直流输出电压的一半 即 UN UB 2带有中性点接线柱的发电机可用中性点电压来控制各种用途的继电器 三 发电机的励磁除了永磁式交流发电机不需要励磁以外 其他形式的交流发电机都需要励磁 因为它们的磁场都是电磁场 也就是说必须给磁场绕组通电才会有磁场产生 将电源引入到磁场绕组使之产生磁场称为励磁 交流发电机励磁方式有自励和他励两种 1 他励当发电机的电压低于蓄电池电压时 需要蓄电池供给发电机磁场电流产生磁场使发电机发电 这种由蓄电池向磁场绕组供给磁场电流的方式称为他励发电 2 自励随着转速的提高 发电机的电动势逐渐升高并能对外输出 一般在发动机怠速时发电机就能对外供电了 当发电机能对外供电时 就可以把自身发的电供给磁场绕组生磁发电 这种供给磁场电流的方式称为自励 由于在发动机转速低时交流发电机不能自励发电 所以低速时采取他励发电 当发动机达到正常怠速转速时 发电机的输出电压一般高出蓄电池电压1 2V以便对蓄电池充电 此时 由发电机自励发电 3 利用充电指示灯监视发电机的工作情况 1 充电指示灯的作用在某些充电系电路中 接有充电指示灯 其作用是 指示发电机是否有故障 警告驾驶员停车后关断点火开关 2 充电指示灯的工作情况在发动机起动期间 发电机电压UD 蓄电池电压时 整流二极管截止 发电机不能对外输出 由蓄电池供给磁场电流 路径为 蓄电池 点火开关 充电指示灯 调节器 磁场绕组 搭铁 蓄电池 充电指示灯亮当发动机转速升高到怠速及其以上时 发电机应能正常发电并对外输出 此时 发电机电压 蓄电池电压 发电机自励 UB U