永磁交流发电机原理和构造

　　根据电磁感应机理，当导线在稳定磁场中做切割磁力线的运动时，运动导体内电子受到洛伦兹力的的功用会在导线两端发生电势，电势方向遵循右手定则，这样出现的电势称为动生电动势。发电机就是根据这个原理来发电的，下面通过一个机理模型来演示发电机的作业机理。

　　现在用一对磁铁来出现发电机的磁场，磁力线从北极到南极。注：为大概清晰，在此图中没有显示闭合的磁路，仅显示用来产生电势部分的磁场。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。

　　当线圈旋转时，根据电磁感应原理，线圈两端将会发生感应电动势，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，在负荷电阻上有正弦交流电通过，故而是一台单相交流发电机机理模型。

　　下面有一个动画演示这个作业步骤，动画中绿色小球运动的方向表示感应电流的方向、运动的转速表示感应电流的大小。

　　在交流发电机原理课件中模型的磁场是不动的，线圈在磁场中旋转产生感应电势。在实际发电机中出现感应电势的线圈是不运动的，运动的是磁场。发生磁场的是一个可旋转的磁铁，两端为南、北两磁极，是发电机的转子，线圈在磁铁外围，与磁铁转轴同一平面。当磁铁旋转时发生旋转磁场，线圈切割磁力线。

　　因为空气的磁导率偏低，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。

　　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发生磁场。把定子与线圈安在转子外围，一个单相交流发电机机理模型就构造了，见图3。

　　转子作匀速旋转时，线圈就感生交流电流，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。

　　在这个模型中感生电压的频率与转子转速完全相同，感生的电压的变化与转子旋转完全对应，当转速为每分钟1500转时，发出的交流电频率为50赫兹（Hz）。由于定子绕组只有一个线框，只能发出单相交流电。有关三相交流发电机请到三相交流发电机机理模型课件。

　　这种旋转磁场的发电机称为旋转磁极式同步发电机。在以下动画中从旋转电枢模型开始介绍，再推荐旋转磁极式同步发电机原理模型。

　　以上所有的参数均是基于康明斯发电机组带燃油泵、水泵、机油泵、空滤器和消声器运转时获得。

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