发电机转子为什么要有励磁绕组?
这要从发电机原理说起,发电机的原理就是磁生电现象 。例如交流发电机就是转子产生一个旋转的磁场,因为转子再定子绕组内旋转所以定子切割磁力线后会感应出电动势,于是定子引线端由电压输出 这就是交流发电机的基本原理,也就引出了为什么发电机转子要有励磁绕组的问题 。上图就是交流发电机的工作原理,可以看出来转子的实质就是一个磁铁 。
可能提问者的想法就是既然是转子是磁铁,为什么不用永磁体来代替呢?其实世面上有永磁发电机,转子就是永磁体 。用永磁体可以直接代替转子励磁绕组,发电机效率与功率因数更高一些 。生活中也能见到这类发电机,例如工程外出救援的发电/电焊一体机,用的就是永磁发电机 。这种发电机更像一台电焊机,有动力输出的车辆都可以加装 。
永磁发电机体积小效率高,但是也有固定的缺点:发电电压高低受转速影响比较大,转速低发电机输出电压低,输出电压随着转速提高而提高,因此想要维持一个稳定的输出电压需要恒定发动机转速,大大降低了实用性,输出电压波动大,频率不稳定 。这时候励磁线圈转子的优势就凸显出来了!上图是励磁式交流发电机电路原理图 。可以看出来,转子线圈是通过滑环来供电的,当然是直流电 。
【励磁线圈,什么是励磁系统】通过改变转子线圈电压高低就可以改变转子磁场强度,转子磁场强度改变后就可以改变发电机输出电压高低 。这样一来发电机输出电压就非常容易被控制,只需要一个调节器时刻监测发电机输出电压,取样后输出一个合适的励磁电压,以保持发电机输出电压在一个合理的范围内,但是即便如此,对发动机转速还是有要求的,转速过低时即使加大励磁电压输出电压也不会达标 。
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