一、交流发电机的构造及整流方法?
交流发电机一般由转子、定子、整流器、端盖四部分组成。
1、转子
转子的功用是产生旋转磁场。转子由爪极、磁轭、磁场绕组、集电环、转子轴组成。
2、定子
定子的功用是产生交流电。定子由定子铁心和定子绕组成。
3、整流器
交流发电机整流器的作用是将定子绕组的三相交流电变为直流电,6管交流发电机的整流器是由6只硅整流二极管组成三相全波桥式整流电路,6只整流管分别压装(或焊装)在两块板上。
4、端盖
端盖一般分两部分(前端盖和后端盖),起固定转子、定子、整流器和电刷组件的作用。端盖一般用铝合金铸造,一是可有效的防止漏磁,二是铝合金散热性能好。
交流发电机的整流方法:
在交流发电机中,整流器是利用硅二极管的单向导电性能进行整流的。
在三相桥式全波整流电路中,三个正二极管的正极引出线分别同三相绕组的首端相连。在某一瞬间,只有与电位最高的一相绕组相连的正二极管导通。同样,三个负二极管的引出线也同三相绕组的首端相连。在同一瞬间,只有与电位最低的一相绕组相联的负二极管导通。这样反复循环、6只二极管轮流导通,在负载两端便得到一个较平稳的脉动的直流电压。
二、发电机有哪些部分组成?
发电机主要由转子(磁极)、定子(电枢)、整流器、电压调节器、前后端盖、电刷与电刷架等组成。
1:转子:转子的功用是产生磁场。转子由爪极、磁扼、励磁绕组、滑环、转子轴等组成。
2:定子:定子安装在转子的外面,和发电机的前后端盖固定在一起,当转子在其内部转动时,引起定子绕组中磁通的变化,定子绕组中就产生交变的感应电动势。
3:整流器 整流器的功用是将定子绕组的三相交流电变为直流电。
整流器由整流板和整流二极管组成。
4:电压调节器调节交流发电机的输出电压。
5:端盖及电刷组件端盖分前端盖和后端盖,起支撑转子、定子、整流器和电刷组件的作用。后端盖上装有电刷组件。
电刷组件由电刷、电刷架和电刷弹簧组成。
电刷的作用是将电源通过滑环引入励磁绕组。两个电刷分别装在电刷架的孔内,借助弹簧压力与滑环保持接触。
三、发电机的定子接线为什么要这样连接整流器?
首先纠正一下,大型发电机转子并不是永磁体,而是励磁绕组。
既然提到大型发电机,那么姑且认为是汽轮机或者水轮机等大型同步发电机,风力发电机则不在考虑之内。
主要原因有两个
第一,假如线圈做转子,励磁绕组做定子,转子要旋转,因此如果要传输电能至电网,则必须有滑环连接,而滑环连接最大的问题是存在接触电阻,在大电流下会严重发热甚至产生电弧,烧毁接触点,从而大大限制了可传输功率。
第二,电网要保持稳定,电压要基本保持恒定。无功功率的平衡在电力系统安全稳定运行当中十分重要,无功补偿的主要设备之一就是同步发电机。根据发电机电枢反应矢量方程,当电力系统感性负荷增加时,无功功率消耗会增加,导致用电设备端电压下降,此时为保证电网电压恒定,发电机转子绕组会增加励磁电流,产生过励磁反应,进而向电网发出无功功率。反之则产生欠励磁反应。这样从而实现电力系统基本稳定,而永磁体无法调节励磁,因此也就无法按上述方案调节电力系统无功功率。需要注意,励磁功率与发电产生的功率相比,差了可不是一个数量级,因此滑环连接是允许的。
为什么像风力发电机这样的是永磁式同步电机,答案就是结构简单,效率高,在风机支座上,能省空间就尽量省,所以采用永磁同步电机。
但是题主拿同步交流发电机跟直流电机做对比,总感觉有点诡异。
同步电机异步电机本质都是交流机,交流机的设计理念都是磁场旋转,而直流机的主要设计理念是磁场恒定。直流电机如果不考虑换向器造成的电流变化,转子电流也是恒定的。设想一下,搞一个永磁体的转子,然后由换向器向不同的定子绕组注入电流,怎么看都觉得是交流机的变种,您说诡异不?
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