无刷交流同步发电机原理与构造 国民经济建设和人民生活时刻离不开电能,同步发电机由原动机驱动而旋转,把机械能转换成电能,向用电设备提供交流电源。 无刷同步发电机由于其无线电干扰小,无电刷,维护工作量少,运行可靠,性能优越,又便于实现无人值守,当今国内外己普遍推广应用。 第一节 无刷同步发电机工作原理 一、电与磁的关系 (一)通电导体周围有磁场 在导体中通入电流之后,导体周围便产生磁场,而且沿导体全部长度上都存在着,该磁场的强弱决定于电流的大小,电流越大,磁场强度越强,磁场的方向按右手定则决定,如图8-1所示,将右手姆指伸直表示电流方向,将其余四指卷曲,这时四指所指的方向,就是磁场方向。 通电线圈或螺线管周围也产生磁场。磁场的强度与线圈匝数及电流大小成正比 , 磁场方向 也以右手定则决定 , 如图 8一2 所示 , 伸出右手姆指,其余四指卷曲,使四指的方向符合线圈中电流方向 , 那么伸直的姆指所指的方向就是磁场方向。 发电机的磁场就是在磁极铁心外套上线图通以直流电而形成南、北磁极。当线圈断电后,磁极铁心仍有一定的磁性,俗称“剩磁”,这是发电机自建电压的必不可少的条件。 (二)电磁感应 当导体(线)在磁场中运动或磁场在导体周围运动,两者互相切割时,在导体(线)中便感应电动势,这种现象称为电磁感应。 感应电动势的方向与导体运动方向和磁场方向有关,可用“右手定则”来判定。伸右手于磁场内,手心对着N极,四指与大姆指互相垂直,让大姆指指向导体运动方向,那么四指所指方向就是感应电动势方向。发电机就是根据这个原理工作的。如图8-3所示。 感应电动势的大小e与磁感应强度B,导体切割磁力线的速度 v和导体长度l成正比。 e=B1v 要增大感应电动势,可采用下列办法: 1、增加被切割的磁力线数目,即增强磁场强度,磁场越强,感应电动势越大。 2、增加导体切割磁力线速度,速度越快,感应电动势越大。 3、增加切割磁场的导体有效长度,即增加线圈匝数,匝数越多,感应电动势越大。 二、交流电的严生 (一)单相交流电的产生 交流电是指大小和方向随时间按正弦规律作周期性变化的电流(电压)。 图8-4表示最简单的2极交流发电机定、转子示意图。当绕在定子磁极铁心上的线圈按规定方向通入电流时,2个磁极铁心分别产生N、S磁 极,在圆柱形转子铁心上绕有线圈,当转子在磁场中旋转,则转子线圈切割磁力线,在线圈中便感应电动势。 转子按逆时针方向旋转时,导线从1...