交流发电机的发电原理

交流发电机的发电原理 电子教材: 一、交流发电机的发电原理 如图所示是交流发电机的工作原理图: 发电机的三相定子绕组按一定规律分布在发电机的定子槽中，互相差120?电角度。 交流发电机的磁路是:转子爪极的磁力线从转子的N极出发，穿过转子与定子之间很小的气隙进入定子铁心，最后又经过空气隙回到相邻的S极，并通过磁轭构成了磁回路。转子磁极呈鸟嘴形，可使定子绕组感应的交流电动势近似于正弦曲线的波形。 当转子旋转时，由于定子绕组与磁力线有相对的切割运动，所以在三相绕组中产生频率相同，幅值相等，相位互差120?电角度的正弦电动势为eA、eB和eC。 硅整流发电机每相绕组中产生的电动势的有效值与发电机的转速和磁场的磁通量成正比。 二、整流原理和过程 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。 下图为6只二极管组成的三相桥式全波整流电路及产生的电压波形图。 中性点电压一般用来控制各种用途的继电器，如磁场继电器、充电继电器等。 三、交流发电机的励磁方式 交流发电机开始发电时，需由蓄电池供给励磁电流，此时为它励。 当发电机达到蓄电池电压时，即由发电机自己供给励磁电流，也就是由它励转变为自励。 四、不同形式交流发电机的电路连接方式及原理 1、9管交流发电机 9管交流发电机的特点是除了常用的6个二极管外，又增加了3个小功率二极管，专门用来供给磁场电流，又称为磁场二极管。采用磁场二极管后，可以省去充电指示灯继电器，其线路连接关系如图所示。 2、8管交流发电机 8管交流发电机除了三相桥式整流电路的6个二极管外，还具有2个中性点二极管，利用中性点二极管的输出可以提高发电机的输出功率。如图所示。 发电机高速运转时: 1)当中性点电压的瞬时值高于输出电压(14V)时，从中性点输出电流，如图2—11a所示。 其输出电路为:定子绕组?中性点二极管VD7?负载和蓄电池?负极管?定子绕组。 2)当中性点电压瞬时值低于负极电位时，流过中性点二极管VD8的电流如图2—11b所示。 其输出电路为:定子绕组?正极管?B接线柱?负载和蓄电池?中性 点二极管VD8?定子绕组。 当交流发电机输出电流时，中性点的电压含有交流成分，即中性点三次谐波电压，且幅值随发电机的转速而变化。如图所示。 3、11管交流发电机 11管交流发电机由6个三相桥式整流二极管，3个磁场二极管和2个中性点二极管组成，如图所示。 11管交流发电机兼有8管与9管交流发电机的特点和作用。