發電機是能量轉換的關鍵設備,它將來自各種原動機(水輪機、汽輪機、內燃機、風力等)的機械能,通過電磁感應原理,可靠地轉化為我們日常所需的電能。其類型多樣,從小型便攜式到巨型電站設備,是現代文明不可或缺的基礎設施之一
選型和使用要點:
匹配負載: 功率、電壓、頻率、相數匹配負載需求,并留有一定裕量(通常10-25%)。
選擇原動機: 根據燃料來源(柴油、汽油、天然氣)、功率需求、使用環境選擇。
考慮運行方式: 是作為主電源、備用電源還是持續運行?
關注效率和排放: 尤其對于需要長時間運行的設備。
維護保養: 定期檢查機油、冷卻液、空氣濾清器、電刷(如有)、清潔散熱器等至關重要。
按勵磁方式分:
他勵發電機: 勵磁電流由立直流電源提供。
自勵發電機: 利用發電機自身發出的交流電,經過整流后供給自己的勵磁繞組(現代主流方式)。
永磁發電機: 轉子使用永磁體產生磁場,無需勵磁繞組和勵磁電流(結構簡單,常用于小型、微型發電機或特定場合如風力發電部分機型)。
按輸出電流分:
交流發電機: 輸出交流電。這是電力系統中主流的類型(所有并網發電站、汽車發電機等)。
直流發電機: 輸出直流電。曾經廣泛應用,但現在大部分被交流發電機加整流器替代(效率更高,維護更簡單)。仍有特定場合使用。
轉子: 發電機的旋轉部分。通常包含:
轉子鐵芯/磁極: 承載勵磁繞組或永磁體,用于產生磁場。
勵磁繞組(電磁鐵式轉子): 通入直流電(勵磁電流)后產生強磁場(需要外部勵磁源)。
永磁體(永磁式轉子): 本身具有強磁性,無需外部勵磁(常見于小型發電機)。
核心原理:電磁感應
這是發電機工作的基礎原理,由邁克爾·法拉第發現。
當導體(通常是線圈)在磁場中運動(切割磁感線),或者磁場相對于導體發生變化時,導體內部就會產生感應電動勢(電壓)。如果導體構成閉合回路,就會產生感應電流。
簡單來說:運動的磁場或運動的導體 → 產生電流。
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