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发电机培训教材
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第一章： ?????????????（2） 第二章： ???????????（2） 第三章： ????????????（3） 第四章：第五章：第六章：第七章：第八章：
????????????（4） ??????????（5） ??????????（6） ??????????（7） ??????????（9） 第 1 页， 共10 页
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发电机
将机械能转换为电能的电机称为发电机。发电机又分为异步发电机与同步发电机。同步发电机的特点是其转速与输出电压的频率满足以下关系：
60f （r/min） n=
式中： n— 发电机转速
f— 发电机输出频率 ρ—发电机磁极对数
同步发电机又分为单相发电机、三相发电机。
第一章：发电机的结构
同步发电机的结构主要是由定子、转子、端盖、集电环、碳刷等组成。 一、定子部份
定子由定子铁芯、定子绕组组成。
定子铁芯：定子铁芯是用0.35～0.5毫米厚的硅钢片迭成空园柱体。每张硅钢片的内园周上冲有24个半开口槽，以放置定子绕组；每张硅钢片都涂有绝缘漆，以减小涡流损耗。
定子绕组：定子绕组内有电枢绕组和励磁电源绕组，每个绕组是由数个线圈按一定规律联接而成，每个线圈都采用高强度漆包线绕制而成。 二、转子部份
转子由转子铁芯、励磁绕组、电机轴、集电环组成。
转子铁芯采用中炭钢制成，励磁绕组采用高强度漆包线绕成同心式线圈。 三、端盖部份
端盖分为前端盖、后端盖。后端盖固定在汽油机上，定子又嵌进后端
盖内，故后端盖是支撑定子的。转子的轴通过联轴器与汽油机的轴相接，转子轴另一端安装轴承后再安装集电环，轴承支撑在前端盖上。碳刷架固定在轴承盖上，碳刷放在碳刷架内，碳刷表面与集电环表面接触，使励磁绕组与励磁电源接通。
第二章:发电机的基本工作原理
同步发电机定子上有UX、VY、WZ三相绕组，它们在空间互差120°电角度，每相绕组匝数相等。转子磁极上装有励磁绕组，在励磁绕组中通以直流电流，其磁通从转子N极出发，经过气隙、定子铁芯、气隙进入转子S极构成回路，如图 （2-1）所示。
Nρ （1-1）
xnyzS 图（2-1） 若汽油机带动发电机转子以反时针方向旋转，则转子磁极的磁力线将切割定子的电枢绕组，由电磁感应定律可知，在电枢绕组中，将感应出交流电势。设气隙的磁感应强度βδ按正弦规律变化，则交流电势e为：
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e=βδιV =βm
ι
V sinωt=Emsinωt （2-1）
由于三相绕组在空间互差120°电角度，在图（2-1）所示逆时针方向旋转时，磁力线先切割U相绕组，再切割V、W相绕组，因此定子三相绕组电势大小相等，相位彼此相差120°。设相电势的最大值为Em，U相
电势的初相为零，则三相电势的瞬时值为：
eu=Emsinωt
ev=Emsin（ωt-120°）
ew=Emsin（ωt-240°） （2-2）
三相电势的波形和向量图如图2-2所示。
eu ev ew
图2-2 三相电势波形图和向量图 当转子磁极为一对极时，转子旋转一周绕组中感应电势正好变化一次，当电机为p对极时，则转子
n
旋转一周时，感应电势变化P次。设转子每分钟旋转数为n，则转子每秒钟旋转 转。因此感应电势
60 pn
每秒钟变化 次，即电势的频率为：
60 pn
f= （赫）
60 n
由此可见，感应电势的频率f等于电机的极对数p与转子每秒种的转速 60 的乘积。我国国家标准规定，工业交流电的频率为50周/秒，因此，同步发电机的转速n与电频率f之间，有严格不变的关系。
n
即当电网频率一定时，同步电机的转速n= 为一恒值，亦即要求带动发电机的汽油机转速不变。如
60 果发电机的转速很不稳定，那么就不能获得恒定频率的交流电，所以在汽油机上都附有调速器来实现稳定转速的目的。
在图（2-1）中，把三相绕组的出线端接上三相负载，便有电能输出，也就是发电机把机械能转变为电能输出。
第三章：发电机电压建立过程
我们生产的发电机，它的励磁电流都是来自发电机本身，而不是由别的电源供给的，这种励磁方式称自励式发电机。发电机之所以能做成自励式，是基于铁磁性材料（如钢材）具有两个特点：一是铁磁性材料一旦被磁化，去掉励磁电流后磁通不再变为零，而是还残留一点剩磁；第二是铁磁性材料在被磁化过程中，磁通和励磁电流，在磁感应强度不大的时候磁通Φ与励磁电流If成正比。但磁感应强度大到一定程度后，磁通Φ与励磁电流If不再成正比，而是励磁电流增加快，磁通Φ增加得慢，甚至不再增加，
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