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发电机动画课件
发布时间:发电机动画课件

  发电机动画课件_理化生_初中教育_教育专区。发电机系列 本栏展示用 3d 绘制的发电机系列教学课件,通俗易懂、直观形象。这些课件为青少 年科技爱好者而作,可作中学物理的参考读物,有些可作为电工参考读物。 发电机基础原理:课件通过一个发电机原理模

  发电机系列 本栏展示用 3d 绘制的发电机系列教学课件,通俗易懂、直观形象。这些课件为青少 年科技爱好者而作,可作中学物理的参考读物,有些可作为电工参考读物。 发电机基础原理:课件通过一个发电机原理模型讲解了发电机的基本原理,动画显示 了磁力线走向、旋转线圈中感应电流的方向与输出电压的波形。 固定磁场交流发电机原理模型 发电机是根据电磁感应原理来发电的,发电机首先要有磁场,现在用一对磁铁来产生 发电机的磁场,磁力线从北极到南极。 在磁场内放入矩形线圈,线圈两端通向两个滑环,滑环通过电刷连接到输出线上,输 出线端连有负载电阻。 当线圈旋转时,根据电磁感应原理,线圈两端将会产生感应电动 势,当磁场是均匀的,矩形线圈作匀速旋转时,感应电势按正弦规律变化,在负载电阻上 有正弦交流电通过。动画中绿色小球运动的方向表示感应电流的方向、运动的速度表示感 应电流的大小。(观看动画固定磁场交流发电机原理模型) 旋转磁场交流发电机原理模型 在这个模型中磁场是不动的,线圈在磁场中旋转产生感应电势。在实际发电机中产生 感应电势的线圈是不运动的,运动的是磁场。产生磁场的是一个可旋转的磁铁,也就是转 子,线圈在磁铁外围,与磁铁转轴同一平面。当磁铁旋转时产生旋转磁场,线圈切割磁力 线产生感应电动势。 由于空气的磁导率太低,在旋转磁铁的外围安上环型铁芯,也就是定子,可大大加强 磁铁的磁感应强度。在定子铁芯的内圆有一对槽,线圈嵌装在槽内。为了看清线圈电流与 转子的运动关系,把定子变成半透明的。当磁铁旋转时,线圈切割磁力线感生交流电流。 真正发电机的转子是电磁铁,转子上绕有励磁线圈,通过滑环向励磁线圈供电来产生 磁场。把定子与线圈安在转子外围,一个单相交流发电机原理模型就组成了。 转子作匀速旋转时,线圈就感生交流电流,画面中绿色小球运动的方向表示感应电流 的方向、运动的速度表示感应电流的大小。(观看动画旋转磁场交流发电机原理模型) 三相交流发电机原理模型 实际应用的都是三相交流发电机,其定子铁芯的内圆均匀分布着 6 个槽,嵌装着三个 相互间隔 120 度的同样线圈,分别称之为 A 相线圈、B 相线圈、C 相线圈。装上转子就组 成了一台三相交流发电机原理模型。 画面中的三相交流发电机采用星形接法,三个线圈的公共点引出线是中性线,每个线 圈的引出线是相线。 当转子匀速旋转时三个线圈顺序切割磁力线,都会感生交流电动势,其幅度与频率相 同。由于三个线 度,它们感应电势的相位也相差 120 度。在画面上有每根 相线的输出电势波形。 (观看动画三相交流发电机原理模型) 汽轮发电机的构造 这里介绍汽轮发电机的构造,是由蒸汽轮机或燃气轮机推动的发电机。发电机主要由 转子与定子组成,由于汽轮机的转速很高,故汽轮发电机的转子是两极的,额定转速每分 钟 3000 转,输出 50 赫兹的三相交流电。 这是转子铁芯构造示意图,在铁芯圆周上开有一些槽,嵌有励磁绕组,在圆周两侧各 有一段槽距大的面称为大齿,就是磁极(图 1 所示)。励磁绕组两端通过集电环(滑环) 接到励磁电源,在转子圆周两侧就形成北极与南极,旋转时就产生旋转磁场。 由于转子圆周上没有凸出的磁极(不像原理模型中的转子),称之为隐极式转子。 图 2 为嵌有励磁绕组的转子模型,为降低发电机的温度,在转子两端还装有风扇。 定子铁芯由导磁良好的硅钢片叠成,在铁芯内圆均匀分布着许多槽(图 3 所示)。 在槽内嵌放定子的三相绕组。每相绕组由多个线圈组成,按一定规律对称排列。(图 4 所示)。使定子铁芯透明可看清绕组的分布(图 4 所示)。 转子插在定子内部,定子与转子的相对位置如图 5 所示。 定子固定在发电机的机座(外壳)内,转子由机座两端的轴承支撑,可在定子内自由 旋转。集电环在机壳外侧,和碳刷架一同装在隔音罩内。在发电机外壳下方有发电机出线 盒,发出的三相交流电从这里引出(图 6 所示) 图 7 是发电机外观图 下载动画可观看汽轮发电机结构动画。 多磁极发电机原理模型 多磁极发电机的转子有多对磁极, 图 1 是有 3 对磁极的转子模型。由于每个磁极都是从转子上明显凸起,称之为凸极式 转子。每个磁极上都绕有励磁线 个磁极,励磁电源通过滑环向励磁 线圈供电。 该模型的转子有 3 对磁极,旋转一周磁场将循环 3 个周期,每旋转 120 度磁场变化 1 个周期。定子内园周有 18 个槽 在 120 度机械角度里有 6 个槽,均匀分布 A 相、B 相、C 相 3 个线 个线 个 A 相线圈串联起来即为整机的 A 相绕组,3 个 B 相线圈 串联起来即为整机的 B 相绕组,3 个 C 相线圈串联起来即为整机的 C 相绕组,3 个绕组按 星形接法将三个绕组尾端连在一起引出即中性线 个绕组的引出端为相线。 为看清线 中定子为半透明。 转子插在定子中,与定子有很小间隙,可自由旋转。 当转子匀速旋转时 A、B、C 相线圈顺序切割磁力线,都会感生交流电动势,其幅度与 频率相同。由于三个线圈均匀分布,它们感应电势的相位也相差 120 度电角度(每周期为 360 度电角度)。 当转子旋转一周将感生出 3 个周期的三相交流电动势。当转子转速为每分钟 1000 转 时,所感生交流电动势的频率为 50 赫兹。 本模型仅是个原理模型,定子线圈的分布与连接仅表示基本规律,实际发电机上定子 的槽数要多得多,绕组分布也复杂得多。 通过动画可看到每根相线的输出电势波形。观看多磁极发电机原理模型动画。 水轮发电机的构造 水轮机的转速都比较低,特别是立式水轮机,所以水轮发电机采用多对磁极结构,这 里介绍一个有 12 对磁极的水轮机发电机模型。 图 1 是该水轮机的转子模型,有南北相间的 24 个磁极,每个磁极上都绕有励磁线圈。 励磁电源通过集电环(滑环)向励磁线圈供电。集电环装在转子轴的端