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| 多磁極三相發(fā)電機原理模型 |
| Principle of Multipolar Three-phase Generator |
采用蒸汽輪機或燃?xì)廨啓C帶動發(fā)電機發(fā)電，其轉(zhuǎn)速為3000r/min，其他一些發(fā)動機沒有這么高的轉(zhuǎn)速，大型內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速只有幾百轉(zhuǎn)至一千多轉(zhuǎn)，需采用多極同步發(fā)電機才能發(fā)出頻率為50周的交流電。 多磁極發(fā)電機的轉(zhuǎn)子有多個磁極，圖1是一個6極三相交流發(fā)電機模型的定子鐵芯與轉(zhuǎn)子鐵芯。 |
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轉(zhuǎn)子有3對磁極，由于每個磁極都是從轉(zhuǎn)子上明顯凸起，稱之為凸極式轉(zhuǎn)子。磁極安裝在轉(zhuǎn)子磁軛上。 |
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| 每個凸起的磁極上都繞有勵磁線圈，見圖3。 |
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| 接上勵磁電源通過滑環(huán)向勵磁線圈供電，形成南北相間的6個磁極，凸極的磁力線見圖4。 |
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| 凸極式轉(zhuǎn)子也可采用永磁體制作轉(zhuǎn)子磁極，在直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機與小型永磁發(fā)電機中有廣泛的應(yīng)用，圖5是有3對永磁體磁極的轉(zhuǎn)子。 |
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轉(zhuǎn)子有3對磁極，旋轉(zhuǎn)一周磁場將循環(huán)3個周期，旋轉(zhuǎn)120度磁場變化1個周期。定子鐵芯的槽數(shù)是18個或36個等數(shù)，我們這個模型的內(nèi)園周有18個嵌線槽，見圖6。 |
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在120度機械角度里有6個槽，均勻分布A相、B相、C相3個線圈；另外兩個120度里同樣各自分布3個線圈。3個A相線圈串聯(lián)起來即為整機的A相繞組，3個B相線圈串聯(lián)起來即為整機的B相繞組，3個C相線圈串聯(lián)起來即為整機的C相繞組，3個繞組按星形接法將三個繞組尾端連在一起引出即中性線，為看清線圈的分布與連接，圖7中定子為半透明。 |
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3個繞組的另一端是A相輸出端、B相輸出端、C相輸出端。 |
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把凸極轉(zhuǎn)子插在定子中，與定子有很小間隙，可自由旋轉(zhuǎn)。圖9就是多磁極發(fā)電機的原理模型。 |
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當(dāng)轉(zhuǎn)子勻速旋轉(zhuǎn)時A、B、C相線圈順序切割磁力線，都會感生交流電動勢，其幅度與頻率相同。由于三個線圈均勻分布，它們感應(yīng)電勢的相位也相差120度電角度（每周期為360度電角度）。 當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周將感生出3個周期的三相交流電動勢。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為每分鐘1000轉(zhuǎn)時，所感生交流電動勢的頻率為50赫茲。 本模型僅是個原理模型，定子線圈的分布與連接僅表示基本規(guī)律，實際發(fā)電機上定子的槽數(shù)要多得多，繞組分布也復(fù)雜得多。 下面是多磁極發(fā)電機的原理模型的3D動畫,動畫中有每根相線的輸出電勢波形。 |
| 多磁極發(fā)電機的基本結(jié)構(gòu)與原理動畫 |
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