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發(fā)電機運行時,勵磁繞組通入直流勵磁電流,建立同極性的勵磁磁場,即建立主磁場。在發(fā)電機中,旋轉部分由轉子和勵磁系統(tǒng)組成,定子部分由定子和繞組組成?;痣娧b機比重較2011年下降15.7個百分點,風電、太陽能發(fā)電裝機比重提高近20個百分點,發(fā)電裝機結構進一步優(yōu)化。當轉子由原動機驅(qū)動時,轉子磁場與定子導體發(fā)生相對運動,即導體切割磁路,于是在導體中產(chǎn)生感應電動勢,其方向可由根據(jù)u右手定則確定。
發(fā)電機的工作原理是利用電磁感應原理。旋轉磁鐵產(chǎn)生的磁場或通過一個線圈的電流作用在另一個線圈上,從而引起線圈中電流的變化,從而將機械能轉化為電能。當發(fā)電機轉子旋轉時,勵磁系統(tǒng)產(chǎn)生磁場,磁場隨轉子旋轉而產(chǎn)生感應電動勢。根據(jù)目前的風力渦輪機技術,每秒約三米的微風速度(微風級別)即可開始發(fā)電。
由于同步發(fā)電機一般采用直流勵磁,當發(fā)電機獨立運行時,可以通過調(diào)節(jié)勵磁電流方便地調(diào)節(jié)發(fā)電機的電壓。截至2020年底,全國火電裝機容量12.5億千瓦,水電3.7億千瓦,核電4989萬千瓦,并網(wǎng)風電2.8億千瓦,并網(wǎng)太陽能發(fā)電發(fā)電量2.5億千瓦,生物質(zhì)發(fā)電2952萬千瓦。從電源結構來看,近十年來我國傳統(tǒng)化石能源發(fā)電裝機容量比重持續(xù)下降,而新能源裝機容量比重則大幅上升。
原動機、柴油發(fā)電機組或汽油發(fā)電機組帶動轉子旋轉,同型號的勵磁磁場隨軸旋轉,依次切割定子相繞組。利用風力帶動風車葉片旋轉,然后利用增速器提高旋轉速度促使發(fā)電機發(fā)電。發(fā)電機組的類型有很多,根據(jù)不同的標準分為不同的類型,例如:
由于水流不斷地作用在渦輪上,水輪機從水流中獲得的旋轉扭矩用于克服電機轉子上產(chǎn)生的電磁制動扭矩。當兩個扭矩達到平衡時,水輪發(fā)電機組將以一定的恒速旋轉。它運行、穩(wěn)定發(fā)電并實現(xiàn)能量轉換。如果接入電網(wǎng)運行,由于電壓是由電網(wǎng)決定的,無法改變,所以此時調(diào)節(jié)勵磁電流的結果就是調(diào)節(jié)電機的功率因數(shù)和無功功率。
從這一點就可以區(qū)分不同的發(fā)電機。水力發(fā)電機利用從高處落下的水的能量來維持金屬的運動?;鹆Πl(fā)電利用火中沸水產(chǎn)生的蒸汽的動力來維持金屬的運動。載流導體發(fā)電機運行后,三相對稱電流組作為功率繞組,稱為感應電動勢或感應電流的載體。利用定子和轉子之間的氣隙與旋轉磁場和轉子繞組中的感應電流相互作用的交流發(fā)電機。發(fā)電機基于法拉第電磁感應定律,該定律規(guī)定,當一塊金屬(例如銅線)在磁場中移動時,金屬內(nèi)部會產(chǎn)生電場。
因此,發(fā)電機的基本原理是固定永磁體或金屬,并讓金屬或永磁體連續(xù)運動。運動是相對的。這樣,在磁場中不斷運動的金屬片就會不斷流動。發(fā)電。
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