發(fā)電機(jī)的用途非常廣泛在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，國(guó)防，科技及日常生活中都能見(jiàn)到他的身影。發(fā)電機(jī)就是將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能的電機(jī)。通常由汽輪機(jī)、水輪機(jī)或內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)。小型發(fā)電機(jī)也有用風(fēng)車或其他機(jī)械經(jīng)齒輪或皮帶驅(qū)動(dòng)的。下面為你介紹發(fā)電機(jī)常用知識(shí)與分類。
發(fā)電機(jī)簡(jiǎn)介：
發(fā)電機(jī)分為直流發(fā)電機(jī)和交流發(fā)電機(jī)兩大類。后者又可分為同步發(fā)電機(jī)和異步發(fā)電機(jī)兩種?，F(xiàn)代發(fā)電站中最常用的是同步發(fā)電機(jī)。這種發(fā)電機(jī)的特點(diǎn)是由直流電流勵(lì)磁,既能提供有功功率，也能提供無(wú)功功率,可滿足各種負(fù)載的需要。異步發(fā)電機(jī)由于沒(méi)有獨(dú)立的勵(lì)磁繞組，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，但是不能向負(fù)載提供無(wú)功功率，而且還需要從所接電網(wǎng)中汲取滯后的磁化電流。因此異步發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)必須與其他同步電機(jī)并聯(lián)，或者并接相當(dāng)數(shù)量的電容器。這限制了異步發(fā)電機(jī)的應(yīng)用范圍，只能較多地應(yīng)用于小型自動(dòng)化水電站。城市電車、電解、電化學(xué)等行業(yè)所用的直流電源，在20世紀(jì)50年代以前多采用直流發(fā)電機(jī)。但是直流發(fā)電機(jī)有換向器，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造費(fèi)時(shí)，價(jià)格較貴，且易出故障，維護(hù)困難，效率也不如交流發(fā)電機(jī)。故大功率可控整流器問(wèn)世以來(lái)，有利用交流電源經(jīng)半導(dǎo)體整流獲得直流電以取代直流發(fā)電機(jī)的趨勢(shì)。
同步發(fā)電機(jī)按所用原動(dòng)機(jī)的不同分為汽輪發(fā)電機(jī)、水輪發(fā)電機(jī)和柴油發(fā)電機(jī)3種。它們結(jié)構(gòu)上的共同點(diǎn)是除了小型電機(jī)有用永久磁鐵產(chǎn)生磁場(chǎng)以外，一般的磁場(chǎng)都是由通直流電的勵(lì)磁線圈產(chǎn)生，而且勵(lì)磁線圈放在轉(zhuǎn)子上，電樞繞組放在定子上。因?yàn)閯?lì)磁線圈的電壓較低，功率較小，又只有兩個(gè)出線頭，容易通過(guò)滑環(huán)引出；而電樞繞組電壓較高,功率又大，多用三相繞組,有3個(gè)或4個(gè)引出頭，放在定子上比較方便。發(fā)電機(jī)的電樞(定子)鐵心用硅鋼片疊成，以減少鐵耗。轉(zhuǎn)子鐵心由于通過(guò)的磁通不變，可以用整體的鋼塊制成。在大型電機(jī)中，由于轉(zhuǎn)子承受著強(qiáng)大的離心力，制造轉(zhuǎn)子的材料必須選用優(yōu)質(zhì)鋼材。
發(fā)電機(jī)形式：
發(fā)電機(jī)的形式很多，但其工作原理都基于電磁感應(yīng)定律和電磁力定律。因此，其構(gòu)造的一般原則是：用適當(dāng)?shù)膶?dǎo)磁和導(dǎo)電材料構(gòu)成互相進(jìn)行電磁感應(yīng)的磁路和電路，以產(chǎn)生電磁功率，達(dá)到能量轉(zhuǎn)換的目的。
發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理：
發(fā)電機(jī)通常由定子、轉(zhuǎn)子、端蓋及軸承等部件構(gòu)成。定子由定子鐵芯、線包繞組、機(jī)座以及固定這些部分的其他結(jié)構(gòu)件組成。轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵芯(或磁極、磁扼)繞組、護(hù)環(huán)、中心環(huán)、滑環(huán)、風(fēng)扇及轉(zhuǎn)軸等部件組成。由軸承及端蓋將發(fā)電機(jī)的定子，轉(zhuǎn)子連接組裝起來(lái)，使轉(zhuǎn)子能在定子中旋轉(zhuǎn)，做切割磁力線的運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，通過(guò)接線端子引出，接在回路中，便產(chǎn)生了電流。電能是現(xiàn)代社會(huì)最主要的能源之一。發(fā)電機(jī)是將其他形式的能源轉(zhuǎn)換成電能的機(jī)械設(shè)備，它由水輪機(jī)、汽輪機(jī)、柴油機(jī)或其他動(dòng)力機(jī)械驅(qū)動(dòng)，將水流，氣流，燃料燃燒或原子核裂變產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能傳給發(fā)電機(jī)，再由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換為電能。發(fā)電機(jī)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，國(guó)防，科技及日常生活中有廣泛的用途。
發(fā)電機(jī)分類：
汽輪發(fā)電機(jī)　與汽輪機(jī)配套的發(fā)電機(jī)。為了得到較高的效率，汽輪機(jī)一般做成高速的，通常為3000轉(zhuǎn)／分（頻率為50赫）或3600轉(zhuǎn)／分（頻率為60赫）。核電站中汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速較低,但也在1500轉(zhuǎn)/分以上。高速汽輪發(fā)電機(jī)為了減少因離心力而產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力以及降低風(fēng)摩耗，轉(zhuǎn)子直徑一般做得比較小，長(zhǎng)度比較大，即采用細(xì)長(zhǎng)的轉(zhuǎn)子。特別是在3000轉(zhuǎn)／分以上的大容量高速機(jī)組，由于材料強(qiáng)度的關(guān)系，轉(zhuǎn)子直徑受到嚴(yán)格的限制，一般不能超過(guò)1.2米。而轉(zhuǎn)子本體的長(zhǎng)度又受到臨界速度的限制。當(dāng)本體長(zhǎng)度達(dá)到直徑的6倍以上時(shí),轉(zhuǎn)子的第二臨界速度將接近于電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，運(yùn)行中可能發(fā)生較大的振動(dòng)。所以大型高速汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的尺寸受到嚴(yán)格的限制。10萬(wàn)千瓦左右的空冷電機(jī)其轉(zhuǎn)子尺寸已達(dá)到上述的極限尺寸,要再增大電機(jī)容量,只有靠增加電機(jī)的電磁負(fù)荷來(lái)實(shí)現(xiàn)。為此必須加強(qiáng)電機(jī)的冷卻。所以5～10萬(wàn)千瓦以上的汽輪發(fā)電機(jī)都采用了冷卻效果較好的氫冷或水冷技術(shù)。70年代以來(lái)，汽輪發(fā)電機(jī)的最大容量已達(dá)到130～150萬(wàn)千瓦。從1986年以來(lái)，在高臨界溫度超導(dǎo)電材料研究方面取得了重大突破。超導(dǎo)技術(shù)可望在汽輪發(fā)電機(jī)中得到應(yīng)用，這將在汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)展史上產(chǎn)生一個(gè)新的飛躍。
水輪發(fā)電機(jī)　由水輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)。由于水電站自然條件的不同，水輪發(fā)電機(jī)組的容量和轉(zhuǎn)速的變化范圍很大。通常小型水輪發(fā)電機(jī)和沖擊式水輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的高速水輪發(fā)電機(jī)多采用臥式結(jié)構(gòu)，而大、中型代速發(fā)電機(jī)多采用立式結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖)。由于水電站多數(shù)處在遠(yuǎn)離城市的地方，通常需要經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)輸電線路向負(fù)載供電，因此，電力系統(tǒng)對(duì)水輪發(fā)電機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定性提出了較高的要求：電機(jī)參數(shù)需要仔細(xì)選擇；對(duì)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要求較大。所以，水輪發(fā)電機(jī)的外型與汽輪發(fā)電機(jī)不同，它的轉(zhuǎn)子直徑大而長(zhǎng)度短。水輪發(fā)電機(jī)組起動(dòng)、并網(wǎng)所需時(shí)間較短,運(yùn)行調(diào)度
靈活,它除了一般發(fā)電以外，特別適宜于作為調(diào)峰機(jī)組和事故備用機(jī)組。水輪發(fā)電機(jī)組的最大容量已達(dá)70萬(wàn)千瓦。
柴油發(fā)電機(jī)　由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)。它起動(dòng)迅速，操作方便。但內(nèi)燃機(jī)發(fā)電成本較高，所以柴油發(fā)電機(jī)組主要用作應(yīng)急備用電源，或在流動(dòng)電站和一些大電網(wǎng)還沒(méi)有到達(dá)的地區(qū)使用。柴油發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速通常在1000轉(zhuǎn)/分以下,容量在幾千瓦到幾千千瓦之間，尤以200千瓦以下的機(jī)組應(yīng)用較多。它制造比較簡(jiǎn)單。柴油機(jī)軸上輸出的轉(zhuǎn)矩呈周期性脈動(dòng)，所以發(fā)電機(jī)是在劇烈振動(dòng)的條件下工作。因此,柴油發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)部件,特別是轉(zhuǎn)軸要有足夠的強(qiáng)度和剛度，以防止這些部件因振動(dòng)而斷裂。此外，為防止因轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)而引起發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)角速度不均勻，造成電壓波動(dòng),引起燈光閃爍,柴油發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子也要求有較大的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，而且應(yīng)使軸系的固有扭振頻率與柴油機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)中任一交變分量的頻率相差20％以上，以免發(fā)生共振，造成斷軸事故。
發(fā)電機(jī)汽車發(fā)電機(jī)：
隨著汽車技術(shù)的進(jìn)步，汽車的用電量越來(lái)越高。20年前，中級(jí)轎車的發(fā)電機(jī)輸出功率一般只有500瓦左右，現(xiàn)在一般中級(jí)轎車發(fā)電機(jī)都在1000瓦左右。發(fā)電機(jī)功率的增加是隨著車上用電設(shè)備增加而增加的?，F(xiàn)在汽車上的發(fā)電機(jī)都是風(fēng)冷式發(fā)電機(jī)，由皮帶輪后的風(fēng)扇吹風(fēng)進(jìn)入機(jī)殼進(jìn)行冷卻。在現(xiàn)有風(fēng)冷式發(fā)電機(jī)構(gòu)造的限制下，功率的增加必然會(huì)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)體積的加大。
發(fā)電機(jī)的功用：
發(fā)電機(jī)是汽車的主要電源，其功用是在發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)（怠速以上），向所有用電設(shè)備（起動(dòng)機(jī)除外）供電，同時(shí)向蓄電池充電。
發(fā)電機(jī)的分類：
汽車用發(fā)電機(jī)可分為直流發(fā)電機(jī)和交流發(fā)電機(jī)，由于交流發(fā)電機(jī)在許多方面優(yōu)于直流發(fā)電機(jī)，直流發(fā)電機(jī)已被淘汰，目前所有汽車均采用交流發(fā)電機(jī)，交流發(fā)電機(jī)按照不同的分類方法分為以下幾類：
1.按結(jié)總體結(jié)構(gòu)分五類
（1）普通交流發(fā)電機(jī)(使用時(shí)需要配裝電壓調(diào)節(jié)器的發(fā)電機(jī)) 例jf132 （eq140用）
（2）整體式交流發(fā)電機(jī)(發(fā)電機(jī)和調(diào)節(jié)器制成一個(gè)整體的發(fā)電機(jī)) 例別克轎車的發(fā)動(dòng)機(jī)上裝配的是cs型發(fā)電機(jī)（包括cs—121、cs—130和cs—144三種不同的型號(hào)）
（3）帶泵交流發(fā)電機(jī)(和汽車制動(dòng)系統(tǒng)用真空助力泵安裝在一起的發(fā)電機(jī)) 例jfzb292發(fā)電機(jī)。
（4）無(wú)刷交流發(fā)電機(jī)(不需要電刷的發(fā)電機(jī)) 例jfw1913
（5）永磁交流發(fā)電機(jī)(磁極為永磁鐵制成的發(fā)電機(jī))
2.按整流器結(jié)構(gòu)分四類
（1）六管交流發(fā)電機(jī)例jf1522（東風(fēng)汽車用）
（2）八管交流發(fā)電機(jī)例jfz1542（天津夏利汽車用）
（3）九管交流發(fā)電機(jī)例（日本日立、三凌、馬自達(dá)汽車用）
（4）十一管交流發(fā)電機(jī)例jfz1913z（奧迪、桑塔納汽車用）
3.按磁場(chǎng)繞組搭鐵形式兩分類
（1）內(nèi)搭鐵型交流發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)繞組的一端（負(fù)極）直接搭鐵（和殼體相聯(lián)）
（2）外搭鐵型交流發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)繞組的一端（負(fù)極）接入調(diào)節(jié)器，通過(guò)調(diào)節(jié)器后再搭鐵。
交流發(fā)電機(jī)的型號(hào)：
根據(jù)中華人民共和國(guó)汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)qc/t73-93《汽車電器設(shè)備產(chǎn)品型號(hào)編制方法》的規(guī)定，汽車交流發(fā)電機(jī)型號(hào)組成如下：
1. 產(chǎn)品代號(hào)
產(chǎn)品代號(hào)用中文字母表示，例：jf——普通交流發(fā)電機(jī)jfz——整體式（調(diào)節(jié)器內(nèi)置）交流發(fā)電機(jī)jfb——帶泵的交流發(fā)電機(jī)jfw——無(wú)刷交流發(fā)電機(jī)
2. 電壓等級(jí)代號(hào)
電壓等級(jí)代號(hào)用一位阿拉伯?dāng)?shù)字表示，例：1表示12v系統(tǒng)，2表示24v系統(tǒng)，6表示6v系統(tǒng)
3. 電流等級(jí)代號(hào)
電流等級(jí)代號(hào)也用一位阿拉伯?dāng)?shù)字表示
4. 設(shè)計(jì)序號(hào)
設(shè)計(jì)序號(hào)用1～2位阿拉伯?dāng)?shù)字表示，表示產(chǎn)品設(shè)計(jì)的先后順序。
5. 變形代號(hào)
交流發(fā)電機(jī)以調(diào)整臂位置作為變形代號(hào)，從驅(qū)動(dòng)端看，調(diào)整臂在左邊用ｚ表示，調(diào)整臂在右端用ｙ表示，調(diào)整臂在中間不加標(biāo)記。
注：進(jìn)口發(fā)電機(jī)不符合上述標(biāo)準(zhǔn)。
發(fā)電機(jī)異步發(fā)電機(jī)
又稱“感應(yīng)發(fā)電機(jī)”。利用定子與轉(zhuǎn)子間氣隙旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電流相互作用的一種交流發(fā)電機(jī)。其轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向相同，但轉(zhuǎn)速略高于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速。常用作小功率水輪發(fā)電機(jī)。
交流勵(lì)磁發(fā)電機(jī)又被人們稱之為雙饋發(fā)電機(jī).交流勵(lì)磁發(fā)電機(jī)由于轉(zhuǎn)子方采用交流電壓勵(lì)磁,使其具有靈活的運(yùn)行方式,在解決電站持續(xù)工頻過(guò)電壓、變速恒頻發(fā)電、抽水蓄能電站電動(dòng)-發(fā)電機(jī)組的調(diào)速等問(wèn)題方面有著傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)無(wú)法比擬的優(yōu)越性。交流勵(lì)磁發(fā)電機(jī)主要的運(yùn)行方式有以下三種:1) 運(yùn)行于變速恒頻方式;2) 運(yùn)行于無(wú)功大范圍調(diào)節(jié)的方式;3) 運(yùn)行于發(fā)電-電動(dòng)方式。
隨著電力系統(tǒng)輸電電壓的提高,線路的增長(zhǎng), 當(dāng)線路的傳輸功率低于自然功率時(shí),線路和電站將出現(xiàn)持續(xù)的工頻過(guò)電壓.為改善系統(tǒng)的運(yùn)行特性, 不少技術(shù)先進(jìn)的國(guó)家,在6"世紀(jì)a"年代初開(kāi)始研究異步發(fā)電機(jī)在大電力系統(tǒng)中的應(yīng)用問(wèn)題,并認(rèn)為大系統(tǒng)采用異步發(fā)電機(jī)后,可提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性, 可靠性和運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性.
異步發(fā)電機(jī)主要的優(yōu)缺點(diǎn)：
1、主要優(yōu)點(diǎn)籠型轉(zhuǎn)子異步發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,牢固,特別適合于高圓周速度電機(jī).無(wú)集電環(huán)和碳刷,可靠性高,不受使用場(chǎng)所限制.由于無(wú)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁磁場(chǎng),不需要同期及電壓調(diào)節(jié)裝置,電站設(shè)備簡(jiǎn)化.負(fù)荷控制十分簡(jiǎn)單,多數(shù)情況下不需水輪機(jī)調(diào)速器,水輪機(jī)可全速運(yùn)行或在鎖定導(dǎo)葉開(kāi)度下，在一定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)變速運(yùn)行.異步發(fā)電機(jī)盡管可能出