額定功率: 發(fā)電機能夠持續(xù)安全輸出的電功率(單位:瓦W,千瓦kW,兆瓦MW)。
額定電壓: 設計輸出的電壓值(單位:伏特V)。
額定電流: 在額定電壓和功率下對應的輸出電流(單位:安培A)。
額定頻率: 輸出交流電的頻率(單位:赫茲Hz)。中國及歐洲為50Hz,北美、日本部分地區(qū)為60Hz。
相數(shù): 單相或三相(三相是工業(yè)用電主流)。
功率因數(shù): 有功功率與視在功率的比值(cosφ)。表征有功功率的利用效率。
效率: 輸出電功率與輸入機械功率的比值(η = P_out / P_in)。越高越好,大型發(fā)電機效率可達95%以上。
轉(zhuǎn)速: 轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度(單位:轉(zhuǎn)/分鐘 RPM)。與極對數(shù)和頻率相關(同步發(fā)電機:ns = 120f / P)。
按轉(zhuǎn)子結構分(主要指交流發(fā)電機):
同步發(fā)電機: 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與定子產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速嚴格同步(ns = 120f / P)。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速決定了輸出交流電的頻率。這是電力系統(tǒng)發(fā)電廠的主力。
凸極式同步發(fā)電機: 轉(zhuǎn)子有明顯的磁極,適用于中低速原動機(如水輪機)。
隱極式同步發(fā)電機: 轉(zhuǎn)子為圓柱形,適用于高速原動機(如汽輪機)。
異步發(fā)電機(感應發(fā)電機): 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速略定子旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速才能發(fā)電。結構簡單堅固,但通常需要電網(wǎng)或電容器提供無功功率建立磁場。常見于小型風力發(fā)電等場合。
按勵磁方式分:
他勵發(fā)電機: 勵磁電流由立直流電源提供。
自勵發(fā)電機: 利用發(fā)電機自身發(fā)出的交流電,經(jīng)過整流后供給自己的勵磁繞組(現(xiàn)代主流方式)。
永磁發(fā)電機: 轉(zhuǎn)子使用永磁體產(chǎn)生磁場,無需勵磁繞組和勵磁電流(結構簡單,常用于小型、微型發(fā)電機或特定場合如風力發(fā)電部分機型)。
按輸出電流分:
交流發(fā)電機: 輸出交流電。這是電力系統(tǒng)中主流的類型(所有并網(wǎng)發(fā)電站、汽車發(fā)電機等)。
直流發(fā)電機: 輸出直流電。曾經(jīng)廣泛應用,但現(xiàn)在大部分被交流發(fā)電機加整流器替代(效率更高,維護更簡單)。仍有特定場合使用。
轉(zhuǎn)子: 發(fā)電機的旋轉(zhuǎn)部分。通常包含:
轉(zhuǎn)子鐵芯/磁極: 承載勵磁繞組或永磁體,用于產(chǎn)生磁場。
勵磁繞組(電磁鐵式轉(zhuǎn)子): 通入直流電(勵磁電流)后產(chǎn)生強磁場(需要外部勵磁源)。
永磁體(永磁式轉(zhuǎn)子): 本身具有強磁性,無需外部勵磁(常見于小型發(fā)電機)。
核心原理:電磁感應
這是發(fā)電機工作的基礎原理,由邁克爾·法拉第發(fā)現(xiàn)。
當導體(通常是線圈)在磁場中運動(切割磁感線),或者磁場相對于導體發(fā)生變化時,導體內(nèi)部就會產(chǎn)生感應電動勢(電壓)。如果導體構成閉合回路,就會產(chǎn)生感應電流。
簡單來說:運動的磁場或運動的導體 → 產(chǎn)生電流。
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