交流發(fā)電機的工作原理是什么
交流發(fā)電機的工作原理是基于電磁感應(yīng)定律。
當導(dǎo)體在磁場中移動時,會產(chǎn)生電動勢。交流發(fā)電機主要由轉(zhuǎn)子和定子組成。轉(zhuǎn)子通常由永磁體或電磁鐵構(gòu)成,定子由線圈繞組組成。
當外部機械力驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時,轉(zhuǎn)子中的磁場隨之旋轉(zhuǎn),定子線圈中的磁通量就會周期性變化,從而在定子線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,形成交流電。
轉(zhuǎn)子上繞有勵磁繞組產(chǎn)生磁場,當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動,磁場穿過定子繞組,使定子繞組磁通量變化,進而產(chǎn)生交流感應(yīng)電動勢。
線圈的圈面垂直于磁場方向時,通過的磁力線最多;圈面平行于磁場方向時,磁力線數(shù)最少。線圈在磁場中轉(zhuǎn)動,每轉(zhuǎn)動半圈,電流方向改變一次。
集電環(huán)隨同線圈轉(zhuǎn)動,電刷的正、負極隨時間改變,輸出電流方向交替變換形成交流電。
定子的三相繞組按規(guī)律嵌套在定子槽內(nèi),彼此互差 120°電角度。
給炭刷通固定方向電流會產(chǎn)生磁場,在線圈中間插軟鐵通電流后形成磁鐵,發(fā)動機帶動軸旋轉(zhuǎn)形成旋轉(zhuǎn)磁場,使導(dǎo)線和磁場產(chǎn)生相對運動。
當轉(zhuǎn)子磁場繞組接通直流電源,轉(zhuǎn)子的爪極被磁化為 N 極和 S 極,磁力線從 N 極出發(fā)穿過氣隙進入定子鐵心再回到 S 極。
當轉(zhuǎn)子在外力帶動下,轉(zhuǎn)子磁場和定子導(dǎo)體相對運動,導(dǎo)體切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。
轉(zhuǎn)子磁極位置使導(dǎo)體垂直切割磁力線時,定子繞組感應(yīng)電動勢最大;磁極轉(zhuǎn)過 90 度,感應(yīng)電動勢為零;再轉(zhuǎn) 90 度,感應(yīng)電動勢又達最大值但方向相反;再轉(zhuǎn) 90 度,感應(yīng)電動勢再次為零。
轉(zhuǎn)子連續(xù)勻速旋轉(zhuǎn),定子繞組就感應(yīng)出周期性變化的交變電動勢。