電氣百科：發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理

現(xiàn)在社會(huì)最不可缺少的能源——電能，而發(fā)電機(jī)就是制造這一能源的主要設(shè)備。

電能的轉(zhuǎn)換過(guò)程

發(fā)電機(jī)的工作原理都來(lái)源于電磁感應(yīng)定律和電磁力定律。其構(gòu)造是利用適當(dāng)?shù)膶?dǎo)磁和導(dǎo)電材料構(gòu)成相互進(jìn)行電磁感應(yīng)的磁路和電路為原則，從而產(chǎn)生電磁功率，作為達(dá)到能量轉(zhuǎn)換的目的。

發(fā)電機(jī)是將其他形式的能源轉(zhuǎn)換成電能的機(jī)械設(shè)備，它由水輪機(jī)、汽輪機(jī)、柴油機(jī)或其他動(dòng)力機(jī)械驅(qū)動(dòng)，將水流，氣流，燃料燃燒或原子核裂變產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能傳給發(fā)電機(jī)，再由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換為電能。發(fā)電機(jī)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，國(guó)防，科技及日常生活中有廣泛的用途。

發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理

發(fā)電機(jī)通常由定子、轉(zhuǎn)子、端蓋.機(jī)座及軸承等部件構(gòu)成。

定子由機(jī)座.定子鐵芯、線包繞組、以及固定這些部分的其他結(jié)構(gòu)件組成。

轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵芯(有磁扼.磁極繞組)滑環(huán)、(又稱銅環(huán).集電環(huán)).風(fēng)扇及轉(zhuǎn)軸等部件組成。

由軸承及端蓋將發(fā)電機(jī)的定子，轉(zhuǎn)子連接組裝起來(lái)，使轉(zhuǎn)子能在定子中旋轉(zhuǎn)，做切割磁力線的運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，通過(guò)接線端子引出，接在回路中，便產(chǎn)生了電流。

發(fā)電機(jī)的分類：

發(fā)電機(jī)、直流發(fā)電機(jī)、交流發(fā)電機(jī) 、 同步發(fā)電機(jī)、異步發(fā)電機(jī)(很少采用)

交流發(fā)電機(jī)還可分為單相發(fā)電機(jī)與三相發(fā)電機(jī)。

汽輪發(fā)電機(jī)與汽輪機(jī)配套的發(fā)電機(jī)

汽輪機(jī)一般都做成高速運(yùn)轉(zhuǎn)的，是為了達(dá)到較高的效率，運(yùn)轉(zhuǎn)速度通常為3000轉(zhuǎn)／分（頻率為50赫）或3600轉(zhuǎn)／分（頻率為60赫）。核電站中汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速較低,但也在1500轉(zhuǎn)/分以上。高速汽輪發(fā)電機(jī)為了減少因離心力而產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力以及降低風(fēng)摩耗，轉(zhuǎn)子直徑一般做得比較小，長(zhǎng)度比較大，即采用細(xì)長(zhǎng)的轉(zhuǎn)子。特別是在3000轉(zhuǎn)／分以上的大容量高速機(jī)組，由于材料強(qiáng)度的關(guān)系，轉(zhuǎn)子直徑受到嚴(yán)格的限制，一般不能超過(guò) 1.2米。而轉(zhuǎn)子本體的長(zhǎng)度又受到臨界速度的限制。當(dāng)本體長(zhǎng)度達(dá)到直徑的6倍以上時(shí),轉(zhuǎn)子的第二臨界速度將接近于電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，運(yùn)行中可能發(fā)生較大的振動(dòng)。所以大型高速汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的尺寸受到嚴(yán)格的限制。10萬(wàn)千瓦左右的空冷電機(jī)其轉(zhuǎn)子尺寸已達(dá)到上述的極限尺寸,要再增大電機(jī)容量,只有靠增加電機(jī)的電磁負(fù)荷來(lái)現(xiàn)，為此必須加強(qiáng)電機(jī)的冷卻。所以 5～10萬(wàn)千瓦以上的汽輪發(fā)電機(jī)都采用了冷卻效果較好的氫冷或水冷技術(shù)。

70年代以來(lái)，汽輪發(fā)電機(jī)的最大容量已達(dá)到130～150萬(wàn)千瓦。從1986年以來(lái)，在高臨界溫度超導(dǎo)電材料研究方面取得了重大突破。超導(dǎo)技術(shù)可望在汽輪發(fā)電機(jī)中得到應(yīng)用，這將在汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)展史上產(chǎn)生一個(gè)新的飛躍。

對(duì)于發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)以及工作原理的一些初步了解，顯然發(fā)電機(jī)已是目前社會(huì)生活中必不可少的一項(xiàng)工具，而且隨著生活質(zhì)量的提高，發(fā)電機(jī)的冷卻技術(shù)以及超導(dǎo)技術(shù)都得以提升，對(duì)于每一位愛車人士來(lái)說(shuō)，發(fā)電機(jī)也是非常之關(guān)鍵的一個(gè)設(shè)備，所以平時(shí)一定注重發(fā)電機(jī)的保養(yǎng)及維修。