武漢簡述直流發(fā)電機的工作原理以及結(jié)構(gòu)特點有哪些

時間：2023-07-02

發(fā)電機是日常中經(jīng)常用到的發(fā)電設備，市面上有很多種類供大家選擇，今天要跟大家介紹的是直流發(fā)電機；直流發(fā)電機是將直流電能轉(zhuǎn)化成機械能或?qū)C械能轉(zhuǎn)化為直流電能的旋轉(zhuǎn)電機，直流發(fā)電機的結(jié)構(gòu)是由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成，并且具有結(jié)構(gòu)簡單和優(yōu)良的電磁轉(zhuǎn)矩控制等特性。下面給大家作出詳細的介紹。
一、簡述直流發(fā)電機的工作原理
1、發(fā)電機利用外力推動發(fā)電機轉(zhuǎn)動，帶動導體切割一個固定磁場。固定磁場叫定子，旋轉(zhuǎn)導體叫轉(zhuǎn)子。產(chǎn)生電壓的同時，導體受到阻力(反作用力)，即推力的功轉(zhuǎn)化成電能輸出。如果輸入電能，轉(zhuǎn)子會受推力轉(zhuǎn)動，這個逆過程就是電動機。
2、變化的磁場產(chǎn)生電場，實際上有兩種：1、導體閉合，導體不動，穿過導體環(huán)的磁通變化。2、磁場不變，導體相對磁場運動。發(fā)電機就是利用*二種，外力推動發(fā)電機轉(zhuǎn)動，帶動導體切割一個固定磁場。
3、基本原理
發(fā)電機的基本原理就是物理課所講的“磁力生電”。發(fā)電機的基本元件就是原動機、轉(zhuǎn)子、定子：原動機提供能量驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子利用剩磁或者直流電產(chǎn)生磁場，當轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時對于定子就形成相對的切割磁力線運動，在定子上就會產(chǎn)生一個感應電勢，如果定子和外部回路接通形成閉合回路就有電流輸出給負荷了。
4、組成
發(fā)電機是由定子和轉(zhuǎn)子2大基礎元件組成的，其中定子里有3相繞組和3相對稱繞組：A、B、C and X、Y、Z。還有定子鐵芯。轉(zhuǎn)子由磁較和勵磁繞組組成。當勵磁系統(tǒng)給轉(zhuǎn)子的勵磁繞組一個恒定的電流時（直流電），就在發(fā)電機的轉(zhuǎn)子里形成了一個磁場。在主軸的旋轉(zhuǎn)下帶動發(fā)電機的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。這樣轉(zhuǎn)子就形成了一個旋轉(zhuǎn)的磁場。每一個磁較的磁場和定子的3相繞組相互切割磁力線。產(chǎn)生3相電動勢。如果在這個時候給發(fā)電機接上負載的話，那么發(fā)電機就有3相交流電通過。
二、直流電機的結(jié)構(gòu)特點
1、直流電動機結(jié)構(gòu)
（1）直流電機:將直流電能轉(zhuǎn)化成機械能(直流電動機)或?qū)C械能轉(zhuǎn)化為直流電能(直流發(fā)電機)的旋轉(zhuǎn)電機。
（2）直流電機的結(jié)構(gòu)應由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成。直流電機運行時靜止不動的部分稱為定子，定子的主要作用是產(chǎn)生磁場，由機座、主磁較、換向較、端蓋、軸承和電刷裝置等組成。運行時轉(zhuǎn)動的部分稱為轉(zhuǎn)子，其主要作用是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩和感應電動勢，是直流電機進行能量轉(zhuǎn)換的樞紐，所以通常又稱為電樞，由轉(zhuǎn)軸、電樞鐵心、電樞繞組、換向器和風扇等組成。
（3）有刷直流電動機被廣泛用于要求轉(zhuǎn)速可調(diào)、調(diào)速性能好，以及頻繁起動、制動和反轉(zhuǎn)的場合。
2、直流電動機特點
（1）直流電動機有下面的優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單;具有優(yōu)良的電磁轉(zhuǎn)矩控制特性，可實現(xiàn)基速以下恒轉(zhuǎn)矩、基速以上恒功率，可滿足汽車對動力源低速高轉(zhuǎn)矩、高速低轉(zhuǎn)矩的要求;可頻繁快速啟動、制動和反轉(zhuǎn);調(diào)速平滑、無級、精確、方便，范圍廣;抗過載能力強，能夠承受頻繁的沖擊負載;控制方法簡單，只需要用電壓控制，不需要檢測磁較位置。
（2）但是它也有下面缺點：設有電刷和換向器，高速和大負荷運行時換向器表面易產(chǎn)生電火花，同時換向器維護困難，很難向大容量、高速度發(fā)展，此外電火花會產(chǎn)生電磁干擾;不宜在多塵、潮濕、易燃易爆的環(huán)境中使用;價格高、體積和質(zhì)量大。其中電火花產(chǎn)生的電磁干擾，對高度電子化的電動汽車來說將是致命的。隨著電子力子技術(shù)和控制理論的發(fā)展，相對于其它驅(qū)動系統(tǒng)而言，直流電機在電動汽車中的應用已處于劣勢，目前已逐漸被淘汰。

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