| 6/4極雙凸極發(fā)電機(jī)原理 |
| 6/4 Pole Doubly Salient Generator Principle |
雙凸極發(fā)電機(jī)是磁阻電機(jī)的一種，本節(jié)介紹6/4極雙凸極發(fā)電機(jī)的工作原理。 雙凸極發(fā)電機(jī)由定子與轉(zhuǎn)子組成，圖1是雙凸極發(fā)電機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，定子與轉(zhuǎn)子由硅鋼片疊成，在定子的內(nèi)周有定子極，該定子有6個(gè)極，在轉(zhuǎn)子外周有4個(gè)轉(zhuǎn)子極。這種結(jié)構(gòu)稱為6/4極雙凸極發(fā)電機(jī)，與前節(jié)介紹的開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)相同。 |
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雙凸極發(fā)電機(jī)的定子可以是電勵(lì)磁或永磁勵(lì)磁或混合勵(lì)磁，本節(jié)介紹的雙凸極發(fā)電機(jī)定子采用電勵(lì)磁，在定子內(nèi)側(cè)有勵(lì)磁線圈對定子勵(lì)磁，見圖2。 |
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定子勵(lì)磁線圈通電產(chǎn)生磁場，磁力線走向見圖3，圖中紫紅色箭頭線是磁力線。 |
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在6個(gè)定子極上繞上線圈，稱為定子極繞組或電樞繞組，軸對稱的線圈接成一組，定義綠色線圈為電樞繞組a，定義紅色線圈為電樞繞組b，定義藍(lán)色線圈為電樞繞組c。在線圈組端頭的紅色小球代表同名端。見圖4。 |
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雙凸極發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁極與定子磁極間有很小縫隙。當(dāng)某定子極與轉(zhuǎn)子極對齊時(shí)，該定子極磁通最大，如圖5左圖所示的電樞繞組a所在磁極；當(dāng)其對向轉(zhuǎn)子槽口部分時(shí)，該定子極磁通最小，見圖6左圖與右圖與圖7左圖。 下面就轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)各電樞繞組內(nèi)磁通變化做簡單分析：轉(zhuǎn)子反時(shí)針旋轉(zhuǎn)，以轉(zhuǎn)子極對齊a組定子極為起始點(diǎn)，此時(shí)為電角度0度，電樞繞組a內(nèi)磁通最大，電樞繞組b與電樞繞組c內(nèi)磁通接近零，見圖5左圖。 當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)到15度（機(jī)械角度）電角度60度時(shí)，電樞繞組a內(nèi)磁通減半，電樞繞組b內(nèi)磁通增大近半，電樞繞組c內(nèi)磁通接近零，見圖5右圖。 |
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當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)到30度（機(jī)械角度）電角度120度時(shí)，電樞繞組a內(nèi)磁通下降近零，電樞繞組b內(nèi)磁通增至最大，電樞繞組c內(nèi)磁通接近零，見圖6左圖。 當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)到45度（機(jī)械角度）電角度180度時(shí)，電樞繞組a內(nèi)磁通近零，電樞繞組b內(nèi)磁通減半，電樞繞組c內(nèi)磁通增大近半，見圖6右圖。 |
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當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)到60度（機(jī)械角度）電角度240度時(shí)，電樞繞組a內(nèi)磁通近零，電樞繞組b內(nèi)磁通下降近零，電樞繞組c內(nèi)磁通增至最大，見圖7左圖。 當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)到75度（機(jī)械角度）電角度300度時(shí)，電樞繞組a內(nèi)磁通增大近半，電樞繞組b內(nèi)磁通近零，電樞繞組c內(nèi)磁通下降近半，見圖7右圖。 |
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當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)到90度（機(jī)械角度）電角度360度時(shí)，電樞繞組a內(nèi)磁通增至最大，電樞繞組b內(nèi)磁通近零，電樞繞組c內(nèi)磁通下降近零，此時(shí)又回復(fù)到起始點(diǎn)狀態(tài)，即機(jī)械角度與電角度均為0度的狀態(tài)，見圖5右圖。然后轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，重復(fù)以上的循環(huán)。 把三個(gè)電樞繞組的同名端（標(biāo)有紅色圓點(diǎn)）連到三相全橋整流器，三個(gè)非同名端（標(biāo)有黃色圓點(diǎn)）連接在一起，組成圖8所示的三相雙凸極發(fā)電機(jī)直流輸出電路。 |
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電樞繞組內(nèi)磁通變化在繞組感生電動(dòng)勢，以圖中線圈組同名端為正輸出端，通過下面電樞繞組磁通變化與輸出電動(dòng)勢的波形圖來觀察其變化過程。上圖為三個(gè)電樞繞組內(nèi)的磁通變化波形，綠色為電樞繞組a波形，紅色為電樞繞組b波形，藍(lán)色為電樞繞組c波形。中圖為三個(gè)電樞繞組感生電動(dòng)勢變化波形，綠色為電樞繞組a波形，紅色為電樞繞組b波形，藍(lán)色為電樞繞組c波形。下圖為全波整流后在負(fù)載R上的電壓波形。 |
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雙凸極發(fā)電機(jī)還有多種結(jié)構(gòu)形式，例如8/12單相、8/6四相、6/8三相、12/8三相、10/4五相、10/8五相等等。由于雙凸極發(fā)電機(jī)輸出的電壓不是正弦波，諧波成分很大，既不適于變壓器變壓，又不適于遠(yuǎn)距離輸送，也不適于一般交流電機(jī)使用，通常是把它就近整流成直流電再輸出，故稱雙凸極發(fā)電機(jī)為雙凸極直流發(fā)電機(jī)。 雙凸極發(fā)電機(jī)技術(shù)目前已基本成熟，中小型高速雙凸極發(fā)電機(jī)已在航空領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，大型多極的雙凸極發(fā)電機(jī)也開始進(jìn)入風(fēng)電等領(lǐng)域。 |
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