发电机变压器原理.ppt

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1、发电机变压器原理介绍主讲：蔡才军交流发电机原理发电机是根据电磁感应原理来发电的，发电机首先要有磁场，现在用一对磁铁来产生发电机的磁场，磁力线从北极到南极。在磁场内放入矩形线圈，线圈两端通向两个滑环，滑环通过电刷连接到输出线上，输出线端连有负载电阻。当线圈旋转时，根据电磁感应原理，线圈两端将会产生感应电动势，当磁场是均匀的，矩形线圈作匀速旋转时，感应电势按正弦规律变化，在负载电阻上有正弦交流电通过。动画中绿色小球运动的方向表示感应电流的方向、运动的速度表示感应电流的大小。交流发电机原理旋转磁场交流发电机原理模型在刚才那个模型中磁场是不动的，线圈在磁场中旋转产生感应电

2、势。在实际发电机中产生感应电势的线圈是不运动的，运动的是磁场。产生磁场的是一个可旋转的磁铁，也就是转子，线圈在磁铁外围，与磁铁转轴同一平面。当磁铁旋转时产生旋转磁场，线圈切割磁力线产生感应电动势。由于空气的磁导率太低，在旋转磁铁的外围安上环型铁芯，也就是定子，可大大加强磁铁的磁感应强度。在定子铁芯的内圆有一对槽，线圈嵌装在槽内。为了看清线圈电流与转子的运动关系，把定子变成半透明的。当磁铁旋转时，线圈切割磁力线感生交流电流。旋转磁场交流发电机原理模型旋转磁场交流发电机原理模型真正发电机的转子是电磁铁，转子上绕有励磁线圈，通过滑环向励磁线圈供电来产生磁场。把定子与线圈

3、安在转子外围，一个单相交流发电机原理模型就组成了。转子作匀速旋转时，线圈就感生交流电流，画面中绿色小球运动的方向表示感应电流的方向、运动的速度表示感应电流的大小。三相交流发电机原理模型实际应用的都是三相交流发电机，其定子铁芯的内圆均匀分布着6个槽，嵌装着三个相互间隔120度的同样线圈，分别称之为A相线圈、B相线圈、C相线圈。装上转子就组成了一台三相交流发电机原理模型。三相交流发电机原理模型画面中的三相交流发电机采用星形接法，三个线圈的公共点引出线是中性线，每个线圈的引出线是相线。当转子匀速旋转时三个线圈顺序切割磁力线，都会感生交流电动势，其幅度与频率相同。由于三个

4、线圈相互间隔120度，它们感应电势的相位也相差120度。在画面上有每根相线的输出电势波形。汽轮发电机的构造汽轮发电机是由蒸汽轮机或燃气轮机推动的发电机。发电机主要由转子与定子组成，由于汽轮机的转速很高，故汽轮发电机的转子是两极的，额定转速每分钟3000转，输出50赫兹的三相交流电。汽轮发电机的构造这是转子铁芯构造示意图，在铁芯圆周上开有一些槽，嵌有励磁绕组，在圆周两侧各有一段槽距大的面称为大齿，就是磁极（图1所示）。励磁绕组两端通过集电环（滑环）接到励磁电源，在转子圆周两侧就形成北极与南极，旋转时就产生旋转磁场。由于转子圆周上没有凸出的磁极（不像原理模型中的转子）

5、，称之为隐极式转子。汽轮发电机的构造图2为嵌有励磁绕组的转子模型，为降低发电机的温度，在转子两端还装有风扇。汽轮发电机的构造定子铁芯由导磁良好的硅钢片叠成，在铁芯内圆均匀分布着许多槽（图3所示）。汽轮发电机的构造在槽内嵌放定子的三相绕组。每相绕组由多个线圈组成，按一定规律对称排列。为看清定子绕组的分布使定子铁芯变半透明状态（图4所示）。汽轮发电机的构造转子插在定子内部，定子与转子的相对位置如图5所示。汽轮发电机的构造定子固定在发电机的机座（外壳）内，转子由机座两端的轴承支撑，可在定子内自由旋转。集电环在机壳外侧，和碳刷架一同装在隔音罩内。在发电机外壳下方有发电机出

6、线盒，发出的三相交流电从这里引出（图6所示）变压器基础原理变压器是利用电磁学的电磁感应原理，从一个电路向另一个电路传递电能的一种电器设备，它可将一种电压的交流电能变换为同频率的另一种电压的交流电能。变压器基础原理图1是单相变压器的原理模型，由铁心与套在铁心上的两个绕组组成，铁心由导磁性能好、磁滞损耗小的材料制成。与电源相连的线圈为一次绕组，与负载相连的线圈为二次绕组。U1为输入一次绕组的电压，N1为一次绕组的匝数，U2为二次绕组输出的电压，N2为二次绕组的匝数。变压器基础原理当这是一个理想变压器时，在一次绕组输入按正弦规律变化的交流电，根据变压器的基本原理有：U1

7、/U2=N1/N2=kk=电压比（匝数比）即输出电压U2=U1*N2/N1其输入电压，输出电压、铁芯磁通的波形图见图2，图中t表示波形移动方向。变压器基础原理我们平常使用的都三相交流电，图3是三相变压器的原理模型，它由A相绕组、B相绕组、C相绕组与铁芯组成。三对绕组完全相同，每对绕组包含一次绕组与二次绕组，其匝数比为k。三个一次绕组的相同端接在一起，三个二次绕组的相同端接在一起组成星形接法。变压器基础原理当这是一个理想变压器时，在一次绕组输入按正弦规律变化的三相交流电时，根据变压器的基本原理有：U1A、U1B、U1C分别为三相的输入电压，U2A、U2B、U2C分别

8、为三相的输