无刷交流同步发电机原理与构造

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...