問
交流發電機的工作原理是什么
交流發電機的工作原理是基于電磁感應定律。
當導體在磁場中移動時,會產生電動勢。交流發電機主要由轉子和定子組成。轉子通常由永磁體或電磁鐵構成,定子由線圈繞組組成。
當外部機械力驅動轉子旋轉時,轉子中的磁場隨之旋轉,定子線圈中的磁通量就會周期性變化,從而在定子線圈中產生感應電動勢,形成交流電。
轉子上繞有勵磁繞組產生磁場,當轉子轉動,磁場穿過定子繞組,使定子繞組磁通量變化,進而產生交流感應電動勢。
線圈的圈面垂直于磁場方向時,通過的磁力線最多;圈面平行于磁場方向時,磁力線數最少。線圈在磁場中轉動,每轉動半圈,電流方向改變一次。
集電環隨同線圈轉動,電刷的正、負極隨時間改變,輸出電流方向交替變換形成交流電。
定子的三相繞組按規律嵌套在定子槽內,彼此互差 120°電角度。
給炭刷通固定方向電流會產生磁場,在線圈中間插軟鐵通電流后形成磁鐵,發動機帶動軸旋轉形成旋轉磁場,使導線和磁場產生相對運動。
當轉子磁場繞組接通直流電源,轉子的爪極被磁化為 N 極和 S 極,磁力線從 N 極出發穿過氣隙進入定子鐵心再回到 S 極。
當轉子在外力帶動下,轉子磁場和定子導體相對運動,導體切割磁力線產生感應電動勢。
轉子磁極位置使導體垂直切割磁力線時,定子繞組感應電動勢最大;磁極轉過 90 度,感應電動勢為零;再轉 90 度,感應電動勢又達最大值但方向相反;再轉 90 度,感應電動勢再次為零。
轉子連續勻速旋轉,定子繞組就感應出周期性變化的交變電動勢。
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