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同步发电机,直流发电机的工作原理
同步发电机工作原理
· 主磁场的建立:励磁绕组通以直流励磁电流,建立极性相间的励磁磁场,即建立起主磁场。
· 载流导体:三相对称的电枢绕组充当功率绕组,成为感应电势或者感应电流的载体。
· 切割运动:原动机拖动转子旋转(给电机输入机械能),极性相间的励磁磁场随轴一起旋转并顺次切割定子各相绕组(相当于绕组的导体反向切割励磁磁场)。
· 交变电势的产生:由于电枢绕组与主磁场之间的相对切割运动,电枢绕组中将会感应出大小和方向按周期性变化的三相对称交变电势。通过引出线,即可提供交流电源。
直流发电机的工作原理
直流发电机的工作原理就是把电枢线圈中感应产生的交变电动势,靠换向器配合电刷的换向作用,使之从电刷端引出时变为直流电动势的原理。
电刷上不加直流电压,用原动机拖动电枢使之逆时针方向恒速转动,线圈两边就分别切割不同极性磁极下的磁力线,而在其中感应产生电动势,电动势方向按右手定则确定。这种电磁情况表示在图上。由于电枢连续地旋转,因此,必须使载流导体在磁场中所受到线圈边ab和cd交替地切割N极和S极下的磁力线,虽然每个线圈边和整个线圈中的感应电动势的方向是交变的.线圈内的感应电动势是一种交变电动势,而在电刷A,B端的电动势却为直流电动势(说得确切一些,是一种方向不变的脉振电动势)。因为,电枢在转动过程中,无论电枢转到什么位置,由于换向器配合电刷的换向作用,电刷A通过换向片所引出的电动势始终是切割N极磁力线的线圈边中的电动势,因此,电刷A始终有正极性。同样道理,电刷B始终有负极性,所以电刷端能引出方向不变的但大小变化的脉振电动势。如每极下的线圈数增多,可使脉振程度减小,就可获得直流电动势。这就是直流发电机的工作原理。同时也说明子直流发电机实质上是带有换向器的交流发电机。
从基本电磁情况来看,一台直流电机原则上既可工作为电动机运行,也可以作为发电机运行,只是约束的条件不同而已。在直流电机的两电刷端上,加上直流电压,将电能输入电枢,机械能从电机轴上输出,拖动生产机械,将电能转换成机械能而成为电动机,如用原动机拖动直流电机的电枢,而电刷上不加直流电压,则电刷端可以引出直流电动势作为直流电源,可输出电能,电机将机械能转换成电能而成为发电机。同一台电机,能作电动机或作发电机运行的这种原理.在电机理论中称为可逆原理。
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发电机发电时,如没有电器在用电,发出来的电都去哪里了?
发电机发电,假如没有电器在用电,相当于负载这边是开路的,也就是发电机线圈的并没有形成回路,没有回路是没有电流的,根据电功率的定义,电功率P=电压U*电流I,因为回路没有电流,所以电功率P=0,也就是没有电功率输出,相当于本质上并没有发电,当然谈不上损失了。
电动势只是一种能力
根据电磁定律,导体运动切割磁力线的时候,会在导体两端形成感生电动势。电动势在物理学上是这样定义的,单位正电荷被电场力从电源的负极,经过电源内部,达到电源正极时所做的功的大小。
光看定义,电动势是比较抽象的,不太好理解。可以顾名思义把电动势理解成让电子产生运动趋势的一种本领,一种能力。好比处于高处水池里边的水,老想流出去,流到下游去这样一种趋势。又好比说一个人很会赚钱,口袋老是装了满满的,这种也是一种能力。发电过程,电动势也反应发电机把机械能转换成电能的一种能力本领。
有本领有能力,不做事,相当于能力体现不出来,也等同于没有能力,好比上边说到有赚钱能力的人,并没有把钱花掉,和穷人没有两样一个道理。当没有任何负载接入发电机的回路里边,回来没有电流,并没有产生电功率。但是导体切割磁力线是存在的,所以有电动势,展现了发动机能发电的一种本领而已。再次回到水池装满水了,但是水阀是关闭着的,并没有水漏出去一样的道理,并没有什么损失,水还在水池里边。
导体没有切割磁力线时候,正负极两端都是中性的,因为金属正电荷和电子是完全一致的,导体没有对外显示出任何带电状态。当切割磁力线的时候,正电荷从负极移动到正极,可以理解成电磁力让正电荷和电子实现了在这一段导体上分离了一些出来,正极聚焦了正电荷,而负极聚集了电子,这样分别在导体两头呈现出不同的带电状态来。正负电荷分离出来的数量越多,代表发电机的电动势越强,发电能力也越强。因为没有负载接入,而发电机的发电能力是有限的,导体的能分离出来的数量也是有限的,到了一定程度,正负电荷不再继续分离增加了,发电机怎么转,都不会再有新的正电荷从负极移动到正极了。好比水池里边的水已经满了,水泵再往里边送水,也送不进去这个道理。
电能的转化看电流
灯泡发光,是因为电流流过钨丝等东西,转换成热能或者光能,而风扇在转,也是电流流过电机内部,让电能转换成动能。要让负载工作同时消耗电能,必须要有电流流过负载本身,这样电能才可以转换成其他形式的能。
发电机带动负载发电时候,机械能会因为切割磁力线存在,发电机线圈内部会分离出来正负电荷,让正电荷跑到正极,负电荷保留在负极,转换成电能,而电能因为有回路,让正电荷从正极,经过负载,流回负极,这样相当于正电荷做了一个封闭的循环,回到了初的位置了,让正负电荷中和,这样机械能再次在发电机线圈内部分离正负电荷,重复这个流程,这样一个流程就是有源源不断电流产生的过程。
发电机可以看成一个电压源,电动势代表这个电压源的能力,电压是稳定的,发电机输出的电功率大小,取决于负载这边的电流大小,电流越大,发电机把机械能转换成电能的数量会越多。反过来,如果负载没有电流,发电机实际上是在空转,除了一些摩擦力在消耗能量外,并不会有机械能转换成电能,不存在白白损失的问题
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柴油机的启动和运行
柴油机的启动和运行:
(1)停车超过24小时,须打开试动阀,并启动润滑油泵,长久停用(一般为七天)的发电机,励磁机应测量电机及操作回路的绝缘电阻符合要求。手动盘车转1~2圈,自由启动电机拖动柴油机空转数圈,以排出缸内的油和水,然后关闭试动阀,方合好前离合器;
(2)启动燃油泵,放出管路中的空气,其油压应在规定范围内之间,方可进行正式启动;
(3)察看启动电源的电压是否正常后,按下“启动”按钮待柴油机着火后即松开。润滑油压力升到规定值以上时,停止启动滑油泵。并关闭扫气泵排污阀,穿好前离合器销钉;
(4)不能启动时,应认真判明原因,原因不明,不应再次启动。连续起动不应超过三次,间隔时间不应少于2分钟,第三次仍不能起动时,应认真分析检查,确认排除故障后,允许第四次起动;
(5)发电机启动后,即认为发电机及全部电气设备均已带电,严禁人体接触带电部分,如果需要带电作业,应遵守危险作业审批制度和电工操作规程;
(6)在调整柴油机转速时,应注意发电机运转是否正常,滑环及整流子上的碳刷应无跳动,无冒火花现象,无异常声响,此外还要与电工人员配合。调整频率和电压,使之接近额定值;
(7)当接到“准备并列”的信号后,发电机运转必须是正常、辽宁辽阳当地平稳的。而且达到频率相等,电压一样,相位相同,相序一致方能进行并列工作。并列时,以同步表为准,进一步调整转速,调节励磁。将电压和频率升至与系统电压、辽宁辽阳当地频率相接近。当自动励磁损坏改为手动时,其负载不宜过大,并随时监视有关工作参数。并列同步操作步骤如下:1)合上发电机出线的刀开关;
2)若是三相四线制供电的发电机,应合上中性点接地刀闸;
3)合上同步指示开关,检验相序,进一步调节;
4)认真查看同步指示器信号,若基本同步,立即迅速合上主开关,向系统送电。并列时采用自动准同期装置时,应参看说明书进行。采用手动准同期并列操作时,若发现同步表跳动(或不动),同步指示灯闪烁无规则(或亮度不变),不准合闸并列;
(8)正常运行中,严禁使用故障停车开关或按钮,严禁擦拭机组,如发现柴油机的超速保险装置脱开时,应通知电工人员卸除负荷,停车后,将超速保险恢复原位,然后再启动;
(9)密切注意各种运行仪表,保护装置、辽宁辽阳当地绝缘监视和调速器的工作情况;
(10)对于用压缩空气启动的气罐,应检查试验压力表和阀,是否保持灵敏可靠。
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