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| 單相永磁交流發(fā)電機(jī)模型 |
| Permanent Magnet Alternator model |
| 在交流發(fā)電機(jī)原理課件在介紹了交流發(fā)電機(jī)的工作原理，但那樣簡(jiǎn)單的原理模型發(fā)電效率很低，在該原理模型中，旋轉(zhuǎn)的線圈是空心的，所在空間是空氣，磁阻極大，導(dǎo)致空間磁通密度很低。大家都知道，運(yùn)動(dòng)導(dǎo)線的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)取決于單位時(shí)間掃描的磁通量，當(dāng)導(dǎo)線長(zhǎng)度與運(yùn)動(dòng)速度一定時(shí)，動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)與掃描空間的磁通密度成正比。采用增加磁場(chǎng)磁勢(shì)的方法效果非常有限，簡(jiǎn)單的方法是把空間變成高磁導(dǎo)率的材料，也就是建立一個(gè)高磁導(dǎo)率的轉(zhuǎn)子鐵芯，把線圈纏繞在轉(zhuǎn)子鐵芯上。轉(zhuǎn)子與定子磁極間留很窄的氣隙，這樣整條磁路的磁阻大大減小，通過(guò)轉(zhuǎn)子鐵芯的磁通密度成百倍提高。在圖1中表示了發(fā)電機(jī)模型的磁路。 |
圖1--發(fā)電機(jī)模型的磁路 |
| 下面介紹一個(gè)實(shí)用的發(fā)電機(jī)模型，采用以上介紹的磁路，轉(zhuǎn)子采用高磁導(dǎo)率材料制成，由于通過(guò)轉(zhuǎn)子的磁通是不停翻轉(zhuǎn)變化的，為防止產(chǎn)生渦流增加損耗，轉(zhuǎn)子鐵芯采用高磁導(dǎo)率的硅鋼片疊成，見(jiàn)圖2左圖。 |
圖2--轉(zhuǎn)子鐵芯與線圈框架 |
| 轉(zhuǎn)子的線圈是繞在轉(zhuǎn)子鐵芯上的，為了方便繞制與加強(qiáng)絕緣，在轉(zhuǎn)子鐵芯上裝有線圈框架，線圈框架用絕緣材料制成，見(jiàn)圖2右圖。線圈框架共4個(gè)，把框架從鐵芯軸向的兩邊插入轉(zhuǎn)子鐵芯，見(jiàn)圖3，紅色箭頭表示插入方向。 |
圖2--轉(zhuǎn)子鐵芯與線圈框架 |
| 轉(zhuǎn)子線圈用漆包線繞制，整齊的繞在線圈框架內(nèi)，兩個(gè)線圈圈數(shù)一樣，繞向相同，把兩個(gè)線圈相連接成一個(gè)線圈，把線圈兩個(gè)引出端連接到兩個(gè)滑環(huán)上，滑環(huán)裝置（集電環(huán)）采用兩個(gè)光滑的黃銅環(huán)，通過(guò)絕緣套筒安裝在轉(zhuǎn)軸上，見(jiàn)圖4。 |
圖4--繞好線圈的轉(zhuǎn)子 |
| 轉(zhuǎn)子通過(guò)軸承支架安裝在底座上，在轉(zhuǎn)子一端安裝皮帶輪，外來(lái)動(dòng)力通過(guò)皮帶輪帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。在底座上安裝兩個(gè)電刷，電刷用黃銅片制成，電刷依靠彈性緊靠滑環(huán)，保證接觸良好，見(jiàn)圖5。 |
圖5--發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子安裝在底座上 |
| 發(fā)電機(jī)模型的磁場(chǎng)由永磁體產(chǎn)生，可選用磁性能最好的永磁體材料釹鐵硼，也可選用其他強(qiáng)磁體，在永磁體兩極機(jī)緊貼著兩個(gè)定子磁極，磁極用導(dǎo)磁良好的鐵質(zhì)材料制成，見(jiàn)圖6。 |
圖6--永磁體磁極 |
| 定子磁極通過(guò)磁極支架安裝在底座上，見(jiàn)圖7。 |
圖7--安裝永磁定子 |
| 把定子磁極與轉(zhuǎn)子一同安裝在底座上，見(jiàn)圖8，并且把電燈泡連接到電刷的接線柱上，永磁發(fā)電機(jī)模型就組裝完畢了。 |
圖8--單相永磁交流發(fā)電機(jī)模型 |
| 下面請(qǐng)觀看這個(gè)發(fā)電機(jī)模型的動(dòng)畫(huà)，為演示清晰，發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度很慢。動(dòng)畫(huà)格式 .mp4；分辨率800×600。 |
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| 單相永磁交流發(fā)電機(jī)模型動(dòng)畫(huà) |
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| 在科普與教學(xué)中用于演示的最常用發(fā)電機(jī)模型，通常是采用這種結(jié)構(gòu)的永磁發(fā)電機(jī)。 |
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