什么是交流发电机:结构及其工作原理

交流发电机是一种将机械能转换成交替电能的装置，以适当使用。基于电源输入的类型，有两种类型的发电机 - 交流发电机和直流发电机。交流发电机用滑环产生交流电，而直流发电机用直流电。交流发电机用于发电厂、电动摩托车、帆船、自行车等。AC发生器的输入通常是由蒸汽和燃气轮机和内燃机供应的机械能。交流发电机可用于风力涡轮机，小型水力发电厂，或将较高压力的气流降低到较低压力下。

什么是交流发电机?

定义:交流发电机是一种将机械能转换为电动势形式的电能的机器。一个简单的交流发电机的工作原理是法拉第电磁感应定律。它有一个在磁场中旋转的线圈。

工作准则

交流发电机工作原理是，这些通常被称为交流发电机，这是法拉第法则的原则电磁感应。导体在均匀磁场中的运动改变与线圈连接的磁通量，从而诱导EMF。

的交流发电机的一部分由线圈，滑环，刷子和强磁场作为其主要部件组成。

交流发电机的工作

线圈在磁场中旋转以产生强磁场。当一侧上的线圈通过磁场向上移动时，EMF在一个方向上诱导。随着线圈的旋转继续并且线圈的这一侧向下移动并且线圈的另一侧向上移动，EMF被沿反向诱导。弗莱明的右手规则用于确定诱导的EMF的方向。该过程为每个循环重复，并且产生的EMF是交替类型的。

交流发电机的输出如图所示。

• A - 当线圈处于0度时，线圈平行于磁场的方向移动，因此不诱导EMF。
• 当线圈在90度，线圈在90˚向磁场移动，因此诱导最大电动势。
• C - 当线圈处于180度时，线圈再次平行于磁场移动，因此诱导没有EMF。
• D -当线圈在270度，线圈再次移动在90˚的磁场，因此感应到最大的电动势。这里，感应电动势与B的电动势相反。
• A - 当线圈处于360度时，线圈已经完成了一个旋转，并且它平行于磁场移动并引导零EMF。

考虑一个具有N圈的矩形线圈，它在一个角速度为ω的均匀磁场B中旋转。在任意时刻，磁场' B '与垂直于线圈的角度为:θ=ωt。

在这个位置，磁通量垂直于线圈的平面，由B Cos ωt给出。

与n匝的线圈连接的磁通量是ɸ= bcosωta，其中a是线圈的区域。

线圈中的诱导的EMF由法拉第的电磁感应定律给出，即

ε= - dø/ dt

= - d (nbacos t)/dt

ε = NBA ω | sin ωt——(i)

当线圈旋转90˚时，正弦值为1，感应电动势最大，上式(i)减小为，

ε0 = nbm A ω = nbm A 2πf——(ii)

式中Bm为中最大通量密度WB / M2.

“A”表示线圈的面积，单位是m2

' f ' =线圈以转速/秒计算的转动频率。

将(ii)代入(i)，

ε = ε0 sin ωt

感应交流电由，i =ε/ r =ε0sinωt/ r

交流发电机结构

简单的交流发电机有两个主要部分-转子和定子。转子是一个旋转的部件，而机器的固定部分是定子。

定子

定子是有效地保持电枢绕组的固定部件。电枢绕组目的是将电流携带到负载，并且负载可以是消耗电力的任何外部设备。它由三个主要部分组成：

• 定子框架 -它是用于固定定子铁芯和电枢绕组的外部框架。
• 定子铁芯,它用钢或铁层压，以减少涡流损失。槽是在芯的内部制成的，以保持电枢绕组。
• 电枢绕组 -电枢绕组绕在电枢铁芯的槽上。

转子

转子是AC发电机的旋转部分。它由磁场绕组组成。直流电源用于磁极化磁极。磁场绕组的每一端连接到滑环。该组合连接到转子旋转的公共轴。两种类型的转子是凸极转子和圆柱形磁极转子。

凸极转子

凸极转子类型如下图所示。在这种类型的转子中，杆的数量被投射，被称为凸极，其碱可以被钉在转子上。它们用于低频和中速应用。

圆柱杆转子

圆柱型转子包括一个平静和坚固的圆柱体与槽设置在圆柱体的外表面。它用于高速应用。柱极转子的示意图如下所示。

交流发电机类型

交流发电机有两种类型。他们是

异步发电机

异步发电机也称为感应发电机。在这种类型的发电机中，滑动有助于转子旋转。转子始终试图匹配定子的同步速度但失败。如果转子与定子的同步速度匹配，则相对速度变为零，因此转子没有扭矩。它们适合运行风力涡轮机。

同步发电机

同步发电机是一种以同步速度旋转的AC发生器类型。它适用于法拉第的电磁感应定律 - 当线圈在均匀磁场旋转时诱导EMF。它们主要用于发电厂以产生高电压。

应用程序

的交流发电机的应用主要包括风力发电，水力发电大坝，和更多。

常见问题

1).交流发电机和直流发电机有什么区别?

在AC发生器中，电流周期性地反转其方向以变为交流电流。在DC发生器中，电流在单个方向上流动。

2）。汽车交流发电机是否具有交流或直流？

主要是，在旋转电枢中产生交流电流，并使用换向器和刷子转换为DC。

3）。交流发电机工作在哪个原则上？

它采用法拉第电磁诱导定律的原则。

4).说出交流发电机的类型。

同步和异步交流发电机

电池是交流的还是直流的?

电池是直流电，因为它们只在一个方向上传导电流。

在本文中，我们讨论了AC发电机及其工作原理。读者可以在交流发电机，类型，施工和应用上获得洞察。这是一个问题，交流发电机的功能是什么？