發(fā)電機(jī)
類型
由于一次能源形態(tài)的不同,可以制成不同的發(fā)電機(jī)。
利用水力資源和水輪機(jī)配合,可以制成水輪發(fā)電機(jī);利用位差,可以制成容量和轉(zhuǎn)速各異的水輪發(fā)電機(jī),其原理是水受到地球重力影響而往動(dòng),借由水流的能源驅(qū)動(dòng)渦輪產(chǎn)生發(fā)電效果,但缺點(diǎn)是若位差太小導(dǎo)致流速不夠快,就無法穩(wěn)定的供電。目前還有利用海流的發(fā)電方式,但常因海流過強(qiáng)或海面下的壓力過高,導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組的損毀。
利用煤、石油等資源,和鍋爐,渦輪蒸汽機(jī)配合,可以制成汽輪發(fā)電機(jī),這種發(fā)電機(jī)多為高速電機(jī)(3000 rpm)。
此外還有利用風(fēng)能、原子能、地?zé)?、潮汐等能量的各類發(fā)電機(jī)。
此外,由于電流流動(dòng)方式的不同又分作直流發(fā)電機(jī)和交流發(fā)電機(jī)。目前在廣泛使用的大型發(fā)電機(jī)都是交流發(fā)電機(jī)。
結(jié)構(gòu)
發(fā)電機(jī)通常由定子、轉(zhuǎn)子、端蓋及軸承等部件構(gòu)成。定子由定子鐵芯、線包繞組、機(jī)座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(或磁極、磁扼)繞組、護(hù)環(huán)、中心環(huán)、滑環(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,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,通過接線端子引出,接在回路中,便產(chǎn)生了電流。
分類
軸向磁場發(fā)電機(jī)
軸向磁場發(fā)電機(jī)也可以叫圓盤發(fā)電機(jī),因其主磁場方向?yàn)檩S向,所以軸向較小,徑向尺寸較大而得名
徑向磁場發(fā)電機(jī)
徑向磁場發(fā)電機(jī),現(xiàn)在常用的發(fā)電機(jī)就是徑向磁場發(fā)電機(jī)。因其主磁場方向?yàn)閺较蚨妹暂S向尺寸較大,或許也可以叫做圓柱發(fā)電機(jī)了。
發(fā)電機(jī)組
發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)
發(fā)電機(jī)組的工作原理就是發(fā)電機(jī)在原動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下不斷地運(yùn)轉(zhuǎn),從而達(dá)到發(fā)電的目的。例如,在柴油發(fā)電機(jī)組的汽缸里,空氣經(jīng)過空氣濾清器過濾以后就變成了潔凈的空氣,發(fā)電機(jī)組工作時(shí),進(jìn)氣閥門開啟吸入新鮮空氣,閥門關(guān)閉后,活塞上推壓縮空氣,當(dāng)活塞到達(dá)上死點(diǎn)時(shí)噴油嘴噴出霧化柴油,由于汽缸內(nèi)原先被壓縮的新鮮空氣壓力、溫度極高,柴油噴出后會(huì)直接燃燒,燃燒的氣體體積膨脹,推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng),最后排氣閥門開啟,排出燃燒后廢氣。各個(gè)發(fā)電機(jī)組的汽缸輪流重復(fù)這種上下運(yùn)動(dòng),就帶動(dòng)了發(fā)電機(jī)組曲軸的旋轉(zhuǎn)。
發(fā)電機(jī)組屬于自備型電站交流應(yīng)急供電設(shè)備的一種類型,它是一種獨(dú)立的小型發(fā)電設(shè)備,以柴油內(nèi)燃機(jī)作動(dòng)力,驅(qū)動(dòng)同步交流發(fā)電機(jī)而發(fā)電。是由柴油機(jī)(小型的會(huì)使用汽油引擎)、發(fā)電機(jī)、控制屏、公共底座等組件組成的鋼性整體。通常在醫(yī)院、電信機(jī)房、資料中心、工廠、核電廠或重要國防、政府機(jī)構(gòu)等地會(huì)安裝,以在外部供電中斷時(shí)使用。由于發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)需要時(shí)間,因此常會(huì)搭配設(shè)置電池組以保持連續(xù)穩(wěn)定的供電。
有些發(fā)電機(jī)組可以移動(dòng),例如使用車輛載運(yùn)或拖行,小型的發(fā)電機(jī)組可以手提攜帶或裝有輪子可推行。這類發(fā)電機(jī)組可因應(yīng)臨時(shí)性使用或是電力供應(yīng)無法到達(dá)的地區(qū)使用。
相對(duì)轉(zhuǎn)速
交流發(fā)電機(jī)
交流發(fā)電機(jī) 是發(fā)電機(jī)的一種,它可將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成交流電流形式的電能。
發(fā)展史
法拉第圓盤 ( 英語 : Faraday disk ) 是第一部發(fā)電機(jī)。馬蹄形磁鐵"(A)"通過圓盤"(D)"產(chǎn)生磁場。 當(dāng)圓盤被轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),感應(yīng)電流徑向向外從中心流向邊緣。
當(dāng)發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)后,產(chǎn)生交流電流的方法則被曉得。早期的成品由麥可·法拉第與波利特·皮克西等人開發(fā)出來。
1866年,維爾納·馮·西門子提出了發(fā)電機(jī)的工作原理,并由西門子公司的一名工程師完成了人類第一臺(tái)交流發(fā)電機(jī)。
1882年,英國電工詹姆斯·戈登建造了大型雙相交流發(fā)電機(jī)。開爾文勛爵與塞巴斯蒂安·費(fèi)蘭蒂開發(fā)早期交流發(fā)電機(jī),頻率介于100赫茲至300赫茲之間。
1891年,尼古拉·特斯拉取得了“高頻率”(15,000赫茲)交流發(fā)電機(jī)的專利。
1891年后,多相交流發(fā)電機(jī)被用來供應(yīng)電流,此后的交流發(fā)電機(jī)的交流電流頻率通常設(shè)計(jì)在16赫茲至100赫茲間,搭配弧光燈、白熾燈或電動(dòng)機(jī)使用。
當(dāng)導(dǎo)體周圍的磁場發(fā)生變化,感應(yīng)電流在導(dǎo)體中產(chǎn)生。通常情況下,旋轉(zhuǎn)磁體稱為轉(zhuǎn)子,導(dǎo)體繞在一個(gè)鐵芯上的線圈內(nèi)的固定組,稱為定子,當(dāng)其跨越磁場時(shí),便產(chǎn)生電流。
直流發(fā)電機(jī)
直流發(fā)電機(jī) 是發(fā)電機(jī)的一種,它可將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成直流電的發(fā)電機(jī)。
1866年,維爾納·馮·西門子與西門子公司其他工程師發(fā)明了人類第一臺(tái)直流發(fā)電機(jī)。
1882年:愛迪生電燈公司在倫敦建立了第3座發(fā)電站,安裝了3臺(tái)110伏特直流發(fā)電機(jī),可為1500個(gè)16瓦的白熾燈供電。
隨著交流電的普及,大型直流發(fā)電機(jī)已成為歷史。現(xiàn)在,如果需要直流電,會(huì)利用整流器把交流電整流成直流電。
圖片
1900年75 KVA的交流發(fā)電機(jī)
40 kVA移動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)
北美防空司令部地下的備用發(fā)電機(jī)組
參考文獻(xiàn)
引用
法拉第電磁感應(yīng)定律
Goodness系數(shù)
軸向磁場電機(jī)
徑向磁場電機(jī)
電動(dòng)機(jī)
發(fā)電方式
水力發(fā)電
火力發(fā)電
核能發(fā)電
風(fēng)力發(fā)電
太陽能發(fā)電
熱傳導(dǎo)發(fā)電機(jī)
公路碾壓發(fā)電
關(guān)于電容發(fā)電機(jī)的構(gòu)想
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