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大型發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)

書上說(shuō)，大型發(fā)電機(jī)的定子是線圈，轉(zhuǎn)子是磁鐵，用線圈不動(dòng)、磁極轉(zhuǎn)動(dòng)的方式來(lái)發(fā)電。這是用什么原理？與實(shí)驗(yàn)室中的發(fā)電機(jī)有什么區(qū)別？發(fā)電效率會(huì)提高嗎？: 問(wèn) 提問(wèn)者：網(wǎng)友 | 2017-01-25

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事實(shí)上，轉(zhuǎn)子也不是永磁體（普通的磁鐵），為了更容易獲得以及可以控制磁場(chǎng)強(qiáng)度，事實(shí)上轉(zhuǎn)子是用電磁鐵的。大型發(fā)電機(jī)都為3相交流發(fā)電機(jī)，并且為了提高發(fā)電容量，發(fā)電機(jī)輸出電壓通常都為幾千伏左右，而這樣根據(jù)P=UI就可以讓電流下降減少導(dǎo)線的損耗。定子有3個(gè)繞組，分別以120度的角度擺放，這樣3個(gè)繞組的2個(gè)端點(diǎn)中的其中一個(gè)，捆綁在一起，即為中性線（零線）而其他3個(gè)繞組的另一個(gè)端點(diǎn)的線，則為相線（火線）并且轉(zhuǎn)子通常為2-6極轉(zhuǎn)子，由于轉(zhuǎn)子的極數(shù)直接決定著發(fā)電的頻率，但中國(guó)供電為50HZ，即每秒50次切割磁感線，或說(shuō)每分鐘3000次切割磁感線。這時(shí)候，如果是單極（只有一個(gè)電磁鐵的轉(zhuǎn)子）旋轉(zhuǎn)的話需要3000轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速，則如果使用2極的，只需要1500轉(zhuǎn)即可。6極則只需要500轉(zhuǎn)即可（公式為3000轉(zhuǎn)/分鐘÷極數(shù)=轉(zhuǎn)速）并且這些每一個(gè)極中，事實(shí)上是一個(gè)繞組，他們通過(guò)碳刷以及受電環(huán)（不是換向器，是一種圓環(huán)，起到讓電力流入轉(zhuǎn)子但不影響轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)的功能）將定子發(fā)出來(lái)的電的一小部分，整流后送到轉(zhuǎn)子進(jìn)行勵(lì)磁。只要控制勵(lì)磁的電流，即可控制磁場(chǎng)強(qiáng)度，控制發(fā)電電壓和電流。由于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子即使沒有電流流過(guò)線圈，他也具有少量剩磁（殘留磁性，即鋼鐵被少量磁化）然后只要運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)，定子哪怕發(fā)出一點(diǎn)點(diǎn)的電也可以緩慢的建立起電壓，然后建立起電流來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)，如果是新機(jī)組或一點(diǎn)剩磁都沒有了，可以接外部電源進(jìn)行勵(lì)磁，等電壓建立起來(lái)后再轉(zhuǎn)為自勵(lì)磁。大型發(fā)電機(jī)就這樣發(fā)電的。實(shí)驗(yàn)室中的發(fā)電機(jī)，通常使用定子為永磁體（即普通磁鐵），讓轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子中的導(dǎo)線切割磁感線而發(fā)電，發(fā)的電通過(guò)受電環(huán)（發(fā)電機(jī)都是用受電環(huán)，他每一個(gè)繞組有2個(gè)環(huán)，通常實(shí)驗(yàn)室的就1個(gè)繞組，這樣實(shí)現(xiàn)發(fā)電的）當(dāng)然也有的是2個(gè)繞組的，為了得到直流就需要使用換向器了。不然如果直接用受電環(huán)，發(fā)出的電就是交流電。顯然，大型機(jī)組的效率肯定比實(shí)驗(yàn)室的高。很簡(jiǎn)單的道理，假設(shè)你的發(fā)電機(jī)功率高達(dá)幾兆瓦（幾百萬(wàn)瓦）（現(xiàn)在的大型機(jī)組基本上都是幾兆瓦甚至幾百兆瓦容量的）的容量，那么如果使用受電環(huán)來(lái)輸出電能，這個(gè)設(shè)備就會(huì)負(fù)載非常重同時(shí)可能由于接觸不良好而導(dǎo)致電壓電流等不穩(wěn)定，同時(shí)產(chǎn)生的火花也是一種損耗，之所以有火花，就是電能通過(guò)熱量而損耗掉了。所以，大型機(jī)組的定子發(fā)電模式，更加經(jīng)濟(jì)，更加穩(wěn)定，而且容量可以做得很大，并且穩(wěn)定性高，發(fā)電效率更高。目前電廠都是這種機(jī)組，包括小型的汽油發(fā)電機(jī)（銀行，網(wǎng)吧那用的）也是: 回答者：網(wǎng)友

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