一文看懂交流發(fā)電機(jī)的工作原理

交流電的來(lái)源

1. 交流電主要來(lái)自水力、火力發(fā)電，風(fēng)力、太陽(yáng)能等其它方式為補(bǔ)充，水力、火力、風(fēng)力發(fā)電原理基本相同，通過(guò)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)而發(fā)出交流電，太陽(yáng)能發(fā)電有所不同，是根據(jù)硅晶板發(fā)出的直流電，逆變之后并網(wǎng)發(fā)電的。

2. 交流發(fā)電機(jī)是利用原動(dòng)力驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子上面繞有勵(lì)磁繞組產(chǎn)生磁場(chǎng)，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，這個(gè)磁場(chǎng)穿過(guò)定子繞組，使定子繞組磁通量發(fā)生變化， 在定子繞組內(nèi)便產(chǎn)生交流感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。

這個(gè)電動(dòng)勢(shì)會(huì)隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)，電壓、電流也會(huì)時(shí)刻變化著，根據(jù)繞組在定子鐵芯內(nèi)鑲嵌排列的方式而感應(yīng)出正弦交流電。

交流發(fā)電機(jī)的工作原理

在網(wǎng)上找了一下，沒(méi)有找到發(fā)電機(jī)的相關(guān)圖片，只有這個(gè)理想發(fā)電機(jī)模型的圖片。

圖一

圖二

現(xiàn)根據(jù)以上兩個(gè)圖，來(lái)做一個(gè)簡(jiǎn)要的原理說(shuō)明

1. 圖一中為發(fā)電機(jī)理想模型，順著箭頭方向搖動(dòng)線圈（這里的線圈只畫(huà)了一匝，實(shí)際為很多匝），線圈直線段部分分別切割磁場(chǎng)的N、S極，在線圈中就會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。這就是發(fā)電機(jī)的原理。但現(xiàn)實(shí)中的發(fā)電機(jī)并不是這樣子的，因?yàn)檗D(zhuǎn)子安裝的局限性所致，不太好把轉(zhuǎn)子設(shè)置為線圈，那么我們的科學(xué)家開(kāi)動(dòng)了他們的大腦，而是把轉(zhuǎn)子設(shè)定為磁場(chǎng)，定子為線圈，這樣設(shè)計(jì)后，交流發(fā)電機(jī)可以想做多大就做大。據(jù)網(wǎng)查，世界上最大的水輪發(fā)電機(jī)組，在我國(guó)三峽工程中單臺(tái)機(jī)組70萬(wàn)千瓦。

2. 圖二就是三相發(fā)電機(jī)組的簡(jiǎn)圖了，當(dāng)圖中的E、F接入直流勵(lì)磁電壓后，會(huì)在轉(zhuǎn)子鐵芯中接生磁場(chǎng)，通過(guò)原動(dòng)力驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)磁場(chǎng)切割定子線圈，就會(huì)在定子線圈內(nèi)產(chǎn)生，電壓、電流的大小、方向時(shí)刻變化的交流電，這個(gè)交流電壓、電流的正弦波形如下圖三所示。

圖三

3. 圖三所示即為發(fā)電機(jī)輸出波形，這個(gè)波形對(duì)應(yīng)發(fā)電機(jī)的定子線圈安裝的電氣角度，三相線圈U、V、W對(duì)應(yīng)于鐵芯位置互為相差120度，電流的正弦波形的變化，對(duì)應(yīng)的是轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的N、S極切割定子線圈時(shí)的位置，當(dāng)磁場(chǎng)N極接近并離去線圈U繞組時(shí)的過(guò)程，在定子線圈中會(huì)感應(yīng)出感應(yīng)正半周的電流。是一個(gè)由0-逐漸增大-最大-逐漸減小-0的電流，當(dāng)磁場(chǎng)S極接近與離去線圈U繞組時(shí)的過(guò)程，在定子線圈中會(huì)，是一個(gè)由0-逐漸減小-最小-逐漸增大-0的過(guò)程。

以上就是交流發(fā)電機(jī)的發(fā)出正弦交流電的過(guò)程。